Türbin Kanatlarının Modellenmesinde Tersine Mühendislik Uygulaması

• Nokta Bulutu oluşturulması (point-cloud data)
• Poligon ağ yüzey oluşturma (Polygon-mesh modelling)
• Katı yüzey oluşturulması (Solid surface modelling)

Genellikle sayılaştırma ve tarama işlemi bir işlem merkezi (Machining Centre) ile entegrasyon halinde yapılır. Sayılaştırıcı ve tarayıcı yazılımı bilgisayar tabanlı nümerik kontrolörlere entegre edilmiştir veya doğrudan nümerik kontrolör içerisine adapte edilmiştir. Tüm bu bilgilerin ışığında, bir ölçme yazılımından beklenen türbin kanadının istenilen unsurlarını yakalayabilmesidir. Bu yüzden tüm kanadın taranmasına ihtiyaç yoktur.

Aslında, sayılaştırma-tarama metodları; özellikle gerçek kanat geometrisinin daha doğru bir şekilde elde edilmesi sonucunda veri işleme yazılımına veri aktarılması için kullanılan yöntemlerdir. Aşağıda, bir kompresör kanadının taranmasının ardından elde edilen verilerden yola çıkarak kanadın üç aşamalı olarak modellenmesi gösterilmektedir;

Türbin Kanadı Yüzeyindeki Aşınan Bölgelerin Büyüklük ve Posizyonunun Belirlenmesi

• Taranan Türbin kanadı modeli orijinal kanat yüzeyi ile karşılaştırılarak aşınan bölgeler tespit edilir.

Türbin Kanadı Restorasyonunda Kullanılan Kaplama ve Kaynaklama Yöntemleri
(Coating and Deposition Techniques of Blades)

• Düfizyon Aluminyum kaplama (Diffused Aluminide Coatings)
• Plazma ve Metal Püskürtme (Plasma & Metal Sprays)
• Vakumlamalı ısıl işlem (Vacuum Heat Treating)
• Lehimleme (Brazing)
• Kaynaklama (Welding)
• Kaynaklama (Laser powder (Laser powder-wire build wire build-up welding) up welding)

Aşınan bölgelerin tanımlanmasından sonra, uygun bir yöntem ile bu bölgelerin dolgu malzeme ile doldurulması gerekmektedir. Çoğunlukla kaynaklama veya malzeme doldurma işlemi kanatların uç kısımlarına, türbin kanadının hücum ve firar kenarlarına ve pervanelerin iç yüzeylerine uygulanmaktadır. TIG kaynağı, CO2 ve Nd:YAG lazer kaynağı ile plazma kaynağı bu amaç için kullanılan yöntemlerdendir. Bunlara ilaveten lehimleme ise özellikle ince kesit kalınlığına sahip türbin kanatlarında ve pervane kanadında kullanılan dolgu yöntemlerinden biridir.

Lazerle kaynaklama işlemi esnasında, kaynak yapılacak bölgelerin durumuna bağlı olarak; bakımı yapılacak parça öncelikle tarayıcılar tarafından taranarak 3B modeli oluşturulur. Örneğin kompresör türbin kanadının uç kısmının onarımı aşamasında, bazı durumlarda sadece uç kısmın profili kaynak yolu için yeterli olabilmektedir. CNC kontrollü işlem ünitesi tarafından kaynak yapılacak taranmış yüzey için kaynaklama zamanı belirlenir ve ne kadar kaynak malzemesinin kullanılacağı hesaplanır. Kaynaklama parametrelerine bağlı olarak hız ve lazer enerji miktarı, dikiş hareketi yapılacak onarım kaynağı ile ilişkilendirilir. Lazer ışını dikey olarak alttabaka yüzeye yönlendirilir;

Lazer Kaynaklama Kaynaklama (Laser powder - wire build-up welding) (Bakınız: Ek Bilgi)

Doldurulan Bölgelerin İşlenmesi (Machining of Deposited Areas)

• Doldurulan bölgelerin posizyonunun belirlenmesi ve işleme unsuru olarak tanımlanması (Determination of deposited areas position and introducing as a machining feature)
• Kullanılan işleme stratejisine göre çok eksenli takım yolu hesaplanması (Generating multi-axis tool path)
• Geometri ve yüzey kalite denetimi (Quality inspection)

Türbin kanatlarının restorasyon işleminin son aşaması, kanat yüzeyi üzerindeki fazla malzemenin (doldurulan malzemenin) işlenerek istenilen yüzey toleranslarına döndürmektir. Kanatların karmaşık geometrisinden dolayı genelde çok eksenli işleme operasyonları tercih edilmektedir. Birçok durumda 'taşlama işlemi' kullanılmakla birlikte eğer işlenecek bölgedeki dolgu malzemesi çok büyük ise 'frezeleme işlemi' tercih edilmektedir. Bu nedenle çok eksenli işlemelerde, 5 eksenli işlem merkezleri kullanılmaktadır.

Fakat bu aşamada, esas nokta doldurulmuş alanların sınırlarının doğru şekilde tanımlanması ve doldurulan malzemenin büyüklüğünün belirlenmesidir. Dolayısıyla doldurulan bölgenin yeri ve büyüklüğü en önemli faktörlerdendir. Bu nedenle, özellikle bu faktörlerin iyi şekilde belirlenmesi için tarama işleminin tekrarlanması gerekmektedir. Bu aşamada taranan ve modellenen türbin kanadı, orijinal türbin kanadı ile karşılaştırılarak tolerans farklılıkları belirlenir. Kanadın yüzeyindeki tolerans değişimi, doldurulan malzeme miktarını ve doldurulmuş bölgenin konumunu verecektir.