1. 概述
葉片廣泛地應(yīng)用于大型動(dòng)力設(shè)備，例如航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)等領(lǐng)域，是其核心零部件。
葉片是透平機(jī)械的“心臟”，是透平機(jī)械中極為主要的零件。透平是一種旋轉(zhuǎn)式的流體動(dòng)力機(jī)械，它直接起著將蒸汽或燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的作用。葉片一般都在高溫，高壓和腐蝕的介質(zhì)下工作。動(dòng)葉片還以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在大型汽輪機(jī)中，葉片頂端的線(xiàn)速度高達(dá)600m/s，因此葉片還要承受很大的離心應(yīng)力。葉片不僅數(shù)量多，而且形狀復(fù)雜，加工要求嚴(yán)格，葉片的加工工作量很大，約占汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)總加工量的四分之一到三分之一。葉片的加工質(zhì)量直接影響到機(jī)組的運(yùn)行效率和可靠性，而葉片的質(zhì)量和壽命與葉片的加工方式有著密切的關(guān)系。所以，葉片的加工方式對(duì)透平機(jī)械的工作質(zhì)量及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。這就是國(guó)內(nèi)外透平機(jī)械行業(yè)為什么重視研究葉片加工的原因。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，葉片的加工手段也是日新月異，先進(jìn)的加工技術(shù)正在廣泛采用。
葉片制造流程一般涉及到以下步驟：
1. 設(shè)計(jì)和模型制作：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和性能需求，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件進(jìn)行葉片的三維設(shè)計(jì)。然后，采用數(shù)控機(jī)床或3D打印技術(shù)制作葉片的模型。
2. 材料準(zhǔn)備：選擇適合的材料，如復(fù)合材料（如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）或金屬材料（如鋼、鋁等）。準(zhǔn)備好所需的材料和輔助材料。
3. 模具制備：根據(jù)葉片設(shè)計(jì)的模型，制作相應(yīng)的模具。模具可以用于復(fù)合材料的層壓或金屬材料的壓鑄。
4. 材料成型：根據(jù)葉片的設(shè)計(jì)和模具，將材料進(jìn)行成型。對(duì)于復(fù)合材料，通常使用層壓工藝，將預(yù)先剪切好的纖維布料與樹(shù)脂浸漬后層疊在一起，然后通過(guò)壓力和溫度進(jìn)行固化。對(duì)于金屬材料，可以使用壓鑄或其他適當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)。
5. 初步加工：成型后的葉片可能需要進(jìn)行初步的加工，例如修整邊緣、打磨表面等。
6. 鋪層和涂裝：根據(jù)需要，將適當(dāng)?shù)耐繉踊虮砻嫱苛蠎?yīng)用到葉片上，以提供保護(hù)、減小摩擦或改善氣動(dòng)性能。
7. 檢驗(yàn)和測(cè)試：對(duì)葉片進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和性能測(cè)試，包括尺寸、形狀、重量、強(qiáng)度、振動(dòng)特性等。
8. 組裝和完成：根據(jù)具體的使用需求，將葉片安裝到相應(yīng)的設(shè)備或系統(tǒng)中，完成整體裝配。
2. 三維掃描儀在葉片造型領(lǐng)域的應(yīng)用
葉片正向設(shè)計(jì)需要經(jīng)歷極為復(fù)雜的過(guò)程，包括空氣動(dòng)力學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)等等各項(xiàng)研究與驗(yàn)證，因此，較為經(jīng)濟(jì)的辦法是通過(guò)已有產(chǎn)品的逆向造型與改進(jìn)來(lái)快速實(shí)現(xiàn)葉片的生產(chǎn)。三維掃描儀可通過(guò)快速的三維掃描，獲取已有葉片的三維數(shù)據(jù)，并通過(guò)逆向工程系統(tǒng)獲得其CAD模型，通過(guò)CAE、流體仿真、動(dòng)平衡等一系列研究，結(jié)合動(dòng)力設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，對(duì)現(xiàn)有CAD模型進(jìn)行改進(jìn)。
ATOS Q系統(tǒng)是一款緊湊型藍(lán)光三維掃描儀，可快速獲得現(xiàn)有葉片的高質(zhì)量三維數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)完成快速的逆向造型。簡(jiǎn)易流程如下：
葉片逆向造型
ATOS Q藍(lán)光掃描儀
3. 三維掃描儀在葉片質(zhì)量控制領(lǐng)域的應(yīng)用
如何對(duì)生產(chǎn)出的葉片進(jìn)行尺寸控制也是葉片制造流程的重要環(huán)節(jié)。如前所述，通過(guò)藍(lán)光三維掃描儀，可快速獲取葉片整體三維數(shù)據(jù)，將獲取的三維數(shù)據(jù)與CAD模型進(jìn)行比對(duì)，即可總體獲知加工出的葉片是否符合設(shè)計(jì)要求。
除此之外，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的葉片檢測(cè)軟件，獲得葉片的各項(xiàng)關(guān)鍵控制參數(shù)，例如葉片弦長(zhǎng)、前緣直徑、尾緣直徑等。
