Từ ‘Blisk’ là một từ ghép của ‘Bladed Disk’. Đây là một bộ phận đơn lẻ bố trí xung quanh một trục trung tâm nơi các cánh gió này (sau đây sẽ gọi là chi tiết Blisk) tạo ra chuyển động quay từ lực của không khí thổi qua đội cơ. Chi tiết này thường chỉ được tìm thấy trên các máy bay quân sự, ví dụ như động cơ EJ200 của máy bay Eurofighter và F35 Lightning II - Joint Strike Fighter do độ phức tạp và chi phí cao.
Những tiến bộ trong phần mềm lập trình gia công (CAM) và các máy công cụ ngày càng tiên tiến đã cho phép ứng dụng dạng thiết kế này được sử dụng trong các máy bay hàng không thương mại. Nhóm Chuyên viên Tư vấn Toàn cầu của Autodesk (Autodesk’s Global Consulting Delivery) của Autodesk đã được một công ty sản xuất hàng không vũ trụ ký hợp đồng để cung cấp các cải tiến trong quá trình phát triển sản xuất chi tiết Blisk của họ. Mục tiêu của khách hàng rất đơn giản: cắt giảm chi phí bằng cách giảm thời gian gia công. Điểm hạn chế là khách hàng không muốn thay đổi bộ công cụ dụng cụ cắt hiện tại, nhất là dao cắt tinh mà họ đã tối ưu.
Lý do cho điều này là các chi tiết cho ngành hàng không vũ trụ và quy trình sản xuất của chúng đã được kiểm soát rất chặt chẽ; bất kỳ thay đổi nào đều phải trải qua quá trình thử nghiệm và đánh giá lâu dài. Việc duy trì sự ổn định này nhằm tránh quá trình thử nghiệm lại là bắt buộc và do đó các cải tiến có thể được ứng dụng ngay lập tức.
Với những ràng buộc này, việc thay đổi diện rộng khá hạn chế. Tuy nhiên, ngay cả với những hạn chế này, bằng cách sử dụng các chiến lược gia công mạnh mẽ trong Fusion 360 với PowerMill, thời gian gia công của khách hàng đã giảm 40% và đáp ứng thành công các mục tiêu dự án. Trong quá trình đánh giá tổng kết dự án, nhóm chuyên gia Autodesk đã tự hỏi những gì có thể đạt được nếu không có bất kỳ hạn chế nào; Phần mềm và máy móc có thể được đẩy đi xa tới mức nào và thời gian gia công có thể giảm đi tối đa là bao nhiêu?
Chi tiết nghiên cứu điển hình:
Mục đích của Autodesk là giảm đáng kể thời gian chu trình gia công. Để đạt được điều này, tất cả các khía cạnh của quá trình gia công đã được xem xét; không chỉ chiến lược cắt mà còn cả máy công cụ, đồ gá, máy cắt và giá đỡ máy cắt nữa.
Các đường chạy dao trên cánh của Blisk thường bao gồm nhiều đường dao gia công thô, bán tinh và gia công tinh bằng cách sử dụng dao cầu thông dụng. Điều này đưa ra một vài thách thức. Các cánh thường cao và mỏng, do đó chúng lệch và rung trong quá trình gia công gây ra một số vấn đề. Đặc biệt, khi máy liên tục chuyển động và có tác động của lực cắt liên tục. Điều này dẫn đến tác dụng lực liên tục lên phôi và chi tiết Blisk đang được gia công những lực không thể đoán trước dẫn đến các chế độ cắt không đúng như dự định hoặc để lại vết trên bề mặt sản phẩm. Sự kết hợp và cách tiếp cận đường chạy dao được sử dụng hoàn toàn khác với cách tiếp cận truyền thống bao gồm nhiều đường dao sử dụng dao cầu.
Chìa khóa thành công của chiến lược gia công là sự sẵn sàng và nhiều loại thiết bị trong trung tâm công nghệ của Autodesk ở Vương quốc Anh, nơi có sẵn máy CNC nhiều trục thường được sử dụng trong hàng không vũ trụ để phát triển quy trình này.
Cũng quan trọng đối với sự thành công là quan hệ đối tác chiến lược của Autodesk với một công ty chuyên về dụng cụ cắt có kinh nghiệm về thiết kế và sản xuất dụng cụ cắt với dung sai cực kỳ chặt chẽ và chế tạo đặc biệt cho từng quy trình cụ thể.
Các loại dao được tối ưu hóa này cho phép tối ưu hóa hoàn toàn các đường chạy dao, tối đa hóa tốc độ cắt, tiến dao, chiều sâu cắt và sự ổn định cũng như sức mạnh của máy gia công. Titan là một vật liệu rất đắt tiền và chi tiết Blisks đòi hỏi đầu tư rất lớn về thời gian và máy móc để sản xuất, khiến chúng trở thành những mặt hàng có giá trị cao và sản xuất đắt tiền. Để đảm bảo kiểm soát chặt chẽ chất lượng bộ phận, việc đo kiểm được thực hiện trong suốt chu trình gia công bằng cách sử dụng Fusion 360 with PowerINSPECT. On Machine Verification (OMV) là một quy trình sử dụng đầu Touchprobe của máy để thực hiện các thao tác đo trực tiếp trên sản phẩm. Việc đo Blisk trên máy CNC theo cách này đã xác nhận lượng dư gia công chính xác, cũng như đảm bảo rằng sản phẩm có hình dạng đúng và không bị biến dạng. Điều này cung cấp sự xác nhận và đảm bảo rằng những bộ phận đắt tiền này sẽ chính xác và đặt yêu cầu khi quá trình gia công kết thúc. Kiểm tra lần cuối được thực hiện tại bộ phận kiểm soát chất lượng của Trung tâm công nghệ Autodesk của Vương quốc Anh bằng Máy đo CMM và thiết bị quét quang học 3D.
Thông tin chi tiết sau khi hoàn thành nghiên cứu:
Tổng thời gian tiết kiệm trên chu kỳ là 135 giờ giảm xuống còn 35 giờ, tương đương với tỷ lệ 74%. Rất đáng kinh ngạc khi đồng thời chi phí dụng cụ cắt cũng đã giảm 45%. Tất cả điều này sẽ cho phép nhà sản xuất thay đổi cách họ nhìn nhận các sản phẩm này và có khả năng mở rộng danh mục sản phẩm của họ.
Nhật Minh
Nguồn: Autodesk
Autodesk PowerInspect đơn giản hóa quy trình kiểm tra các bề mặt phức tạp với nhiều dòng máy đo kiểm.
