Améliorer la durée de vie des outils et l'évolutivité : innovations d'usinage modernes pour composants de turbine

Avec des composants de turbine plus grands, comparés à l'automobile et l'aérospatial, plus les défis d'assemblage, de nouvelles technologies d'usinage gagnent en popularité. Les techniques conventionnelles de fraisage et de brochage dans l'usinage de pales de turbine, avec leurs coûts d'outillage élevés et problèmes d'écoulement abrasif, s'estompent rapidement, alors que les méthodes d'assemblage modernes continuent de pousser les tolérances d'usinage vers de nouveaux sommets. Plus de précision est nécessaire pour le processus d'empilement, donc les entreprises se tournent vers de nouvelles techniques telles que l'usinage électrochimique (ECM) comme méthode évolutive pour la production unique disque-à-pale et rotor.

Aujourd'hui, l'ECM est un moyen de production viable, surtout quand des matériaux comme l'Inconel sont impliqués, car il produit une sortie sans résidus de composants de précision. Aucun outil ne touche la pièce, les propriétés du matériau restent inchangées, le gauchissement ou la contrainte matérielle est éliminé et il n'y a pas besoin d'opérations de finition secondaires, dans la plupart des cas.

La technologie ECM, pour ceux qui ne la connaissent pas, implique la dissolution anodique du métal dans un environnement hautement contrôlé. Tous les types de substrats métalliques peuvent être soumis à l'ECM, qui a des avantages particuliers dans le travail des matériaux hautement alliés, à base de nickel ou de titane, ainsi que des matériaux pré-durcis. En tant que processus sans contact sans apport de chaleur au substrat, l'ECM ne produit aucune usure d'outil, contrainte mécanique de surface, micro-fissures ou besoin d'ébavurage.

Dans le processus ECM, un meilleur parallélisme est maintenu, avec un temps global plus rapide pour la pièce. Avec les avancées récentes dans les chimies de fluide, la préoccupation de longue date sur les matériaux cancérigènes a été minimisée. La demande de machines pour cette catégorie a quadruplé au cours des deux dernières années.

C'est une période passionnante dans le secteur de l'énergie, car les jeunes ingénieurs entrant dans le domaine acceptent cette nouvelle technologie et en pilotent la mise en œuvre dans de nombreux domaines de production.

D'un point de vue pratique sur le terrain de l'usine, l'équipement ECM a pratiquement aucune usure d'outil, occupe une empreinte plus petite et ne produit aucun impact de surface sur la pièce (une autre idée fausse du passé). Le résultat a été une augmentation rapide de l'utilisation de l'ECM par les secteurs de l'énergie et de l'aérospatial, où les pièces plus grandes posaient souvent des défis considérables pour les techniques conventionnelles de fraisage et de brochage utilisées dans l'industrie.

L'ECM offre maintenant au marché une solution compétitive pour la production de pièces à un coût global inférieur. Avec la croissance des besoins en pales dans tous les secteurs du marché de l'énergie, du gaz au solaire et à l'hydroélectrique, il y a une transition notable de l'ancienne solution fraisage/brochage vers des techniques de fabrication alternatives comme l'ECM, une tendance que nous attendons pour continuer.

De plus, la croissance de grandes boîtes de vitesses dans l'industrie pour le pompage de pétrole, gaz et eau entraîne une augmentation des machines à fileter, surtout les verticales inversées, qui permettent un écoulement optimal des copeaux.
Comme le coût reste un défi permanent, plus d'automatisation atteindra des niveaux de qualité plus élevés, et cette automatisation permettra de maintenir ces niveaux de qualité sur des séries de plus faibles quantités avec maîtrise des coûts, grâce aux économies de main-d'œuvre.

Les cellules de travail font quelques percées dans le processus de fabrication chez la plupart des entreprises d'équipement énergétique et leurs partenaires de chaîne d'approvisionnement. Cette tendance nécessitera un nouveau regard sur la collecte de données basée sur le cloud, le développement d'applications personnalisées pour suivre les données de production et la technologie edge, le pont émergent rapide entre cette collecte de données et le cloud, avec un accent particulier sur la cybersécurité et les problèmes de partage de données.

Complétant cette tendance sera le besoin accru de contrôleurs de machines et de lignes avancés pour la collecte parallèle d'informations et l'intégration de la robotique, des mécanismes de transfert et d'autres automatisations. De plus, comme la qualité des outils sur le marché continue de s'améliorer, de meilleures avances et vitesses en résulteront, quelles que soient les techniques d'usinage utilisées.