01
Ievads šajā pantā
Ultrafast lāzera tehnoloģija ir progresīva tehnoloģija, kas ārkārtīgi īsā laikā ģenerē augstas{0}}intensitātes gaismas impulsus, un tās pielietojums kosmosa jomā arvien vairāk piesaista uzmanību. Šī tehnoloģija ir slavena ar izcilu veiktspēju mērījumos, ražošanā un komunikācijā, un tās plaši izplatītā izmantošana kosmosa inženierijā sniedz jaunas iespējas gaisa kuģu veiktspējas un drošības uzlabošanai.
Īpaši ātrie lāzeri parasti attiecas uz lāzeriem, kuru impulsa platums ir mazāks par 10^-12 sekundēm, galvenokārt ietverot femtosekundes lāzerus (1 fs=10^-15 s) un pikosekundes lāzerus (1 ps=10^-12 s). Tā kā īpaši ātri lāzera impulsi darbojas ļoti īsu laiku, tie var uzreiz radīt ļoti lielu maksimālo jaudu. Tāpēc atšķirībā no parastajām lāzera apstrādes metodēm, kas iedarbojas uz materiāliem, izmantojot fototermiskus efektus, īpaši ātro lāzeru apstrādes mehānisms ir tieša elektroniskā stāvokļa absorbcija, kas pārnes enerģiju uz materiāla režģi, sarauj tā saites un visbeidzot izspiež to kā plazmu. Turklāt, atšķirībā no parasto nepārtraukto lāzeru termiskās apstrādes, īpaši ātra lāzera apstrāde vairāk atbilst "aukstās apstrādes" metodei. No lāzera un materiāla mijiedarbības mehānisma viedokļa femtosekundes lāzera apstrāde var sasniegt augstu precizitāti, minimālas termiski ietekmētas zonas, bez termiskās kušanas, bez pārveidošanas slāņa un bez mikroplaisām. Tā ir viena no labākajām metodēm, lai uzlabotu turbīnas lāpstiņas plēves dzesēšanas caurumu veidošanās virsmas integritāti aviācijas dzinējos.
02 Īpaši pielietojumi (1) Aviācijas dzinēju turbīnu lāpstiņu gāzplēves caurumu apstrāde
Turbīnu lāpstiņu konstrukcija, ražošanas kvalitāte un darbības veiktspēja kā aerodzinēja galvenā sastāvdaļa ietekmē dzinēja kalpošanas laiku. Parasti termisko barjeru pārklājumus uzklāj uz augstas temperatūras sakausējumu virsmām, lai asmeņi nodrošinātu augstu stingrību, augstu plastiskumu, izturību pret koroziju un augstu -temperatūras izturību. Turklāt uz virsmas ir izveidotas gāzes plēves caurumu konstrukcijas. Izlaižot aukstu gaisu no komponenta iekšpuses un radot gaisa plūsmu caur sīkiem caurumiem, uz virsmas veidojas aizsargājoša aukstā gaisa plēve, kas izolē karsto gāzi un aizsargā komponentu. Tomēr pašreizējām apstrādes metodēm, piemēram, elektriskās izlādes apstrādei un ilgstošai-impulsu lāzera apstrādei, ir trūkumi, tostarp ne-vadoši siltuma barjeras slāņi, pārklājuma atslāņošanās, plaisas un pārklājuma šķembas, kas apgrūtina labi-veidotu mazu caurumu izveidi.
Attīstoties īpaši ātrai lāzera apstrādes tehnoloģijai, femtosekundes lāzeri tagad ir izmantoti, lai izveidotu gāzes caurumus uz turbīnu lāpstiņām bez pārklājuma atslāņošanās vai plaisām un ar izmēriem, kas atbilst tehniskajām prasībām. Tas nodrošina jaunu tehnoloģiju gāzes plēves caurumu izgatavošanai aerodzinēju komponentos.
Daudzu gāzes plēves dzesēšanas caurumu apstrāde uz termiskās barjeras -pārklājuma turbīnu lāpstiņām ir ļoti svarīga, lai izmantotu augstas vilces-pret-svara attiecību un augstas veiktspējas{3}}dzinējus, tādējādi izvirzot augstākas prasības šo pārklājumu lāpstiņu apstrādei. Femtosekundes lāzera mikro{5}urbumu apstrādes tehnoloģija ar augstas precizitātes, augstas kvalitātes un aukstās apstrādes priekšrocībām nodrošina augstas-kvalitātes mikro-urbumu apstrādi dzinējiem. Pastāvīgi pilnveidojot femtosekundes lāzera urbšanas tehnoloģiju, tagad ir iespējams sasniegt augstas precizitātes gāzes plēves caurumu apstrādi uz termiskā barjera{10}}pārklātiem asmeņiem bez atkārtoti izkusušiem slāņiem, mikro{12}}plaisām vai karstuma{13}}apstrādes, vienlaikus nodrošinot, ka pēc termiskās barjeras vai pārklājuma netiek izslēgtas melnās virsmas. Tādēļ femtosekundes lāzera mikro{15}}caurumu apstrādes tehnoloģija ir gatava kļūt par svarīgu metodi gāzes plēves caurumu izgatavošanai uz termiskā barjera{16}}pārklātām turbīnu lāpstiņām.
(2) Plēves dzesēšanas caurumu apstrāde aeronautikas dzinēju sadegšanas kamerā
Liesmas caurule ir galvenā aviācijas dzinēja sadegšanas kameras sastāvdaļa un viena no vissvarīgākajām karstumizturīgajām-detaļām. Lai nodrošinātu, ka liesmas caurule darbojas stabili un nepārtraukti ļoti augstas{2}}temperatūras apstākļos, tai ir jābūt atdzesētai. Pašlaik izplatīta metode ietver pārklājumu un perforāciju kombināciju. Izmantojot ilgu-impulsu lāzerapstrādi, var rasties defekti, piemēram, pārklājuma ablācija, izšļakstīšanās un malu šķelšanās, kas būtiski ietekmē liesmas caurules kalpošanas laiku. Pašlaik, izmantojot pikosekundes lāzera apstrādi, var izveidot plēves dzesēšanas caurumus bez lielas -platības noslāņošanās vai slāņošanās uz virsmas un izmēriem, kas atbilst tehniskajām prasībām, kā parādīts 2. un 3. attēlā.
(3) Īpašas formas rievu apstrāde aerodzinējos
Blīvējuma veiktspējai ir liela ietekme uz aviācijas dzinēju veiktspēju. Pēdējos gados, attīstoties aviācijas nozarei, dzinēju veiktspēja ir nepārtraukti uzlabojusies, un ekspluatācijas apstākļi ir kļuvuši arvien sarežģītāki. Kļūmes, ko izraisa dzinēja blīvējuma darbības traucējumi, pieaug, un šīs problēmas ir steidzami jārisina. Tāpēc ir ierosinātas jaunas prasības dzinēja blīvēšanas tehnoloģijai. Pirkstu galu blīvslēgi ir jauna veida ierīce, ko var izmantot aviācijas dzinēju galvenās gultņu kameras un gaisa plūsmas ceļu blīvēšanai. Pirkstu blīvējuma komponentu apstrādei nepieciešama augsta precizitāte. Pašreizējā mehāniskā apstrāde, elektriskās izlādes apstrāde un ilgstoša -impulsu lāzera apstrāde nevar atrisināt tādas problēmas kā deformācijas un deformācijas, kas rodas apstrādes laikā. Tomēr femtosekundes lāzeri, pateicoties to ārkārtīgi augstajam enerģijas blīvumam un ļoti īsam apstrādes laikam, nodrošina augstu efektivitāti un precizitāti apstrādes procesā. Uz pirkstu galiem blīvējuma komponentiem neparādās nekādi defekti, piemēram, pārliešanas slāņi, plaisas vai urbumi, nodrošinot jaunu metodi īpašas formas rievu apstrādei augstas{10}}precīzas aviācijas dzinēju daļās.
03
Secinājumi un perspektīva
Īpaši ātrai lāzera apstrādei kā progresīvai materiālu apstrādes un ražošanas tehnoloģijai ir plašas pielietojuma perspektīvas aviācijas un kosmosa dzinēju ražošanas jomā. Īpaši ātras lāzera apstrādes inženierijas pielietojumā dažādi lāzera procesa parametri jāizvēlas atbilstoši materiāla īpašībām, lai samazinātu procesa posmus, uzlabotu apstrādes efektivitāti un nodrošinātu materiāla formēšanas kvalitātes un izmēru precizitāti. Attīstoties īpaši ātrai lāzera tehnoloģijai un uzlabojot procesa optimizāciju, tiks efektīvi atrisinātas tādas problēmas kā zema apstrādes efektivitāte un ierobežots apstrādājamais biezums. Turklāt dubultā-impulsu lāzera apstrādes tehnoloģija, kas apvieno īpaši ātru lāzera apstrādi ar ilgu-impulsu lāzera apstrādi, būs nākotnes virziens kvalitātes un efektivitātes uzlabošanai.
