航空发动机翼型检测难题？交给我们

航空产业作为象征人类不断突破跨学科、跨领域科技难关的攻艰行业，在近些年得到了长足的发展。以中国为例，从国产大飞机C919的推出，到其不断优化后的再度启航也在近日受到关注。航空产业的特殊性，也令其“质量”格外受到关注。

在这个跨学科的复杂产业里，对于质量专家而言，也正在经历着前所未有的大挑战。

在过去的30多年间，蔡司就在航空领域垂直深耕，从研发到生产阶段不断输出包括先进翼型在内的质量检测方案——从民用飞机机身结构，包括起落架系统、液压传动结构和辅助的动力系统，到喷气发动机的设计、生产、维修和维护，覆盖整个民用飞机的生产闭环，助力客户最大程度地提升生产率。

＋民用飞机检测解决方案主要涉足：

翼型专机方案（叶片、叶盘）

叶片检测方案（风扇叶片,压气机叶片,涡轮叶片）

AI光学方案（间隙面差）

回转零件检测方案（机匣、涡轮盘、齿轮类）

大型结构件检测方案（框架、肋，翼梁，桁架）

X射线检测方案（内部几何尺寸，缺陷分析）

显微镜检测方案（失效分析，涂层分析）

长轴零件检测方案（起落架，涡轮轴）

MRO维修检测方案（活门耦件，矩阵测量，自动化测量包括液压的管路零部件）

微小零部件检测方案（密封圈，垫片，封严部件）

机身检测方案（机翼，蒙皮）

叶盘（零件）

检测方案（整体叶盘，导向叶环，叶轮，粗糙度测量）

光学翼型检测方案（翼型）等

可以看到，在过往的航空检测方面的行业痛点主要集中在——测量灵活性和多样性。

＋具体表现在：

涡轮叶片气膜孔及厚度测量；光学大型结构件及翼型测量；喷油嘴X-ray射线检测等方面。同时，这些测量数据需要完全实现无纸化的统一集成，来满足日益增长的产能需求。当然，这些都基于从设计研发、生产、质量检测、工艺调整，到反馈修正的高度闭环，从而实现真正的无人值守管理。

回到翼型的先进检测方案，从产品和软件角度，蔡司又能带来哪些助力？

翼型检测通常涵盖风扇叶片、蜡模叶片、压气机叶片，涡轮叶片以及整体叶盘，痛点各异。以风扇叶片为例，目前的趋势是复合材料，包括钛合金包边，其测量难点在于复材往往需要进行非接触的测量，同时翼型扭转大，叶身比较高，还要满足内部缺陷的检测。

而蜡模叶片，则主要是易碎，同时比较透明，用光学检测可能误差比较高，同时也要做内部探伤和尺寸分析。

压气机叶片，其前后缘非常薄，如何保证翼型测量的高精度和可追溯性，那么这也是一个行业的难点。

像涡轮叶片，则面临如何去测量它的涂层厚度，包括内外尺寸的一些分析，粗糙度测量和波纹度测量，这也是目前来说行业需要达成统一的一个难点。而整体叶盘，由于其测量周期比较长，喉道又比较狭窄，如何去完成高效的一个测量，同时又要兼顾计算喉道面积，同时完成粗糙度和波纹度的测量——这也是亟待解决的一个问题。

叶轮则面临着怎样去完成压力边和非压力边的型面轮廓测量和流道（内流道、外流道）轮廓的检测，也需要如何从提高效率的角度去解决这样一个问题。

在上述痛点，蔡司所能带来的解决方案也包罗万象：

譬如，针对叶片金相切片分析，蔡司光学显微镜Axio Lab/ Scope/ Imager，Axio Observer可以出色完成切片法检测工件表面镀层厚度，镀层内缺陷观察，镍封颗粒自动统计，以及镀层表面微裂纹，和晶粒评级。

针对翼型涂层厚度测量，ZEISS Axio Lab/ Scope/ Imager，Axio Observer以及配套软件ZEN Core可以测量热障涂层的厚度。该模块能够以自动或交互方式评估热障涂层厚度。

面向叶片模态分析的测试，使用ZEISS ARAMIS系统能够在叶片锤击测试的过程中，进行高速拍照，可以反映所有测量点随时间的状态响应，进行全域的FFT分析。

在叶片缺陷分析方面，ZEISS 450kV工业CT VoluMax 9 titan可以针对高密度材料，例如单晶叶片的探伤需求，由于封闭管而不更换灯丝、因此全天候在线检测，以及专注于低计量要求的检验应用的检测痛点，实现叶片内部探伤，涡轮叶片内部结构探伤，陶瓷型芯内部结构探伤，高密度镍基合金以及高温合金探伤。

针对3D喉道面积计算，蔡司几何分析匹配GOM Blade inspect Pro软件计算以及虚拟装配可以提高对发动机性能的理解，实现喉道几何面积与空气动力学更好的相关性

在翼型检测方面，蔡司超高精度三坐标测量机能够保证测量精度和可复现，先进的叶片分析软件则能保证评价的专业性和准确性，不仅能够满足行业标准，也能够满足企业标准。

而在恶劣车间环境下如何完成高效率的翼型检测？不妨试一下ZEISS PRISMO fortis——通过车间+自动化集成，从而实现高效测量，以及高精度、重复性。方案配置的ZVRA 转台快速校准功能确保测量准备时间大大降低，同时ZVR翼型快速测量功能保证叶片及叶盘测量效率提升50%以上，此外接触式测量模式保证不受工件反光，死角及外部环境等的影响。

除此以外，蔡司在先进翼型检测方面的丰富解决方案还能实现叶盘全域扫描评价及喉道分析，叶片装配优化时的虚拟调平，车间批量检测，利用主动式测头VAST XT结合四轴联动转台实现叶轮的快速测量，借助ZEISS ScanBox实现叶片快速整体形貌全域扫描，使用多测头系统满足MRO灵活的测量要求，利用ATOS 光学系统满足MRO非接触式测量及表面缺陷分析需求，利用ScanCobot搭载ATOS Q实现叶片批量测量和外观检测，利用ATOS系统实现叶片全域扫描等。

直播回看

5月31日下午，第五届航空航天先进制造技术在线论坛顺利上线。本次活动围绕“创新·高效·智造”的主题，共同探讨行业前沿趋势，分享先进解决方案。蔡司中国工业质量部产品销售经理汤湖洋受邀对蔡司先进翼型检测方案进行解读。

没能参与直播的伙伴也不用遗憾，目前直播回看已经上线，欢迎扫描二维码，报名在线收看。

（蔡司工业质量解决方案）

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