Pales de ventilateur
ZEISS AEROSPACE SOLUTIONS

Pales de ventilateur

Boostez votre efficacité

Les pales de ventilateur produisent souvent 90 % de la poussée d'un moteur, ce qui les rend cruciales pour les performances et l'efficacité des turboréacteurs. Cependant, la grande taille des pales de ventilateur, leurs géométries uniques et la variété des matériaux utilisés dans le processus de fabrication posent des défis en matière de mesure et d'inspection. Les inexactitudes dans la forme du bord d'attaque et de la surface portante (courbure, torsion et épaisseur) réduisent l'efficacité et la poussée du moteur.

Une grande exactitude et des mesures répétables sont nécessaires tout au long du cycle de vie des pales de ventilateur pour garantir des performances optimales du moteur.

Solutions ZEISS pour les pales de ventilateur en métal et en composite tout au long du processus de production

Les pales de ventilateur ont subi d'importantes modifications au fil des ans et sont facilement reconnaissables par les voyageurs. Depuis les minuscules aubes du rotor à clapet jusqu'aux pales modernes en matériaux composites, leur principale fonction reste de générer une poussée pendant le décollage, le vol de croisière et l'atterrissage. Ces pales sont essentielles à l'efficacité du moteur, propulsant l'air autour du pontage de la manière la plus efficace possible. La conception de la surface portante, y compris l'arc, l'angle d'écoulement, la torsion et l'inclinaison, est élaborée avec précision, ce qui nécessite des outils de haute qualité tels que ceux proposés par ZEISS.

Pales de ventilateur en métal

Méthode de fabrication des turboréacteurs

Les pales de ventilateur en métal, principalement composées d'aluminium et de titane, ont été la méthode de fabrication privilégiée pour les turboréacteurs depuis leur création. La complexité de la conception des pales a repoussé les limites des méthodes de fabrication. Au fil du temps, les pales ont considérablement évolué, passant de géométries simples et de matériaux solides à des surfaces aérodynamiques tridimensionnelles avec des structures creuses ou en nid d'abeille. Au fur et à mesure de l'évolution de ces pales, le nombre de pales par moteur a diminué, tandis que leur taille et leur coût de production ont augmenté.

Passerelles et solutions de qualité pour les pales de ventilateur en métal

Pales de ventilateur en métal

Cliquez sur toutes les étapes du processus

  • Processus de forgeage

    Processus de forgeage

    En améliorant considérablement les processus de forgeage conventionnels, les solutions et analyses de pointe de ZEISS ont le potentiel de conduire à une productivité accrue et à des taux d'exactitude améliorés dès la première fois.

    Le défi
    La matrice du processus de forgeage est primordiale pour la production des pales de ventilateur. Les technologies ZEISS garantissent la conformité de la matrice et des pales suivantes.

    Notre solution
    Les technologies ZEISS excellent dans la capture numérique et l'analyse en 2D et 3D de la conformité des pales ainsi que de la durée de vie et de l'usure de la matrice, fournissant ainsi des informations inestimables.

  • Finition des arêtes de la surface aérodynamique

    Finition des arêtes de la surface aérodynamique

    Le processus de finition des arêtes de la surface aérodynamique consiste à prendre la surface aérodynamique forgée, qui a souvent des « arêtes carrées », et à façonner les bords d'attaque et de fuite pour leur donner leur forme finale. À ce stade, il est également typique d'inspecter les cavités internes de la pale, qu'il s'agisse de structures en nid d'abeille ou en nappe, afin de s'assurer de leur intégrité.

    Le défi
    En raison de la combinaison de la torsion, de l'inclinaison et de la forme des arêtes, la tâche de mesure et d'inspection est très exigeante. Il est difficile de mesurer l'impact de caractéristiques minuscules sur les arêtes par rapport à la taille de la pale. En outre, la taille de la pale et les caractéristiques du matériau rendent l'inspection des caractéristiques internes exigeante.

    Notre solution

    • Capturez et analysez numériquement en 2D et 3D la conformité de l'ensemble de la surface aérodynamique, y compris les arêtes complexes.
    • Les solutions ZEISS mesurent la résolution et l'exactitude les plus élevées pour analyser l'arête : rayon régulier, forme elliptique, etc.
    • ZEISS propose des solutions CT pour vérifier la structure interne.
  • Usinage du pied et de la tête de la pale

    Usinage du pied et de la tête de la pale

    L'usinage final permet de s'assurer que la pièce est adaptée à l'usage final auquel elle est destinée. Le jeu au bout de l'aube est essentiel pour les fuites de gaz vers le carter et la forme de la racine pour son ajustement précis au disque de la soufflante.

    Le défi
    La taille globale du composant, parfois supérieure à 1,5 mètre, combinée aux faibles tolérances sur la forme de la racine, exige le choix de la technologie, des palpeurs ou des capteurs adéquats.

    Notre solution
    Les solutions ZEISS, connues pour leur polyvalence, sont complémentaires et peuvent être utilisées efficacement avec les MMT tactiles ou ATOS ScanBox, fournissant ainsi un ensemble complet d'outils pour la tâche à accomplir.

  • Validation finale

    Validation finale

    Les exigences réglementaires et OEM telles que AS9102 ou AS13003 sont complètes et rigoureuses et requièrent notre plus grande attention et notre adhésion.

    Le défi
    Les pales de ventilateur sont souvent considérées comme des pièces critiques en raison de l'impact qu'elles auraient en cas de défaillance en service ; à ce titre, les exigences de validation pour démontrer la navigabilité sont parmi les plus rigoureuses du moteur.

    Notre solution

    • Solutions tactiles, sans contact et microscopiques de haute exactitude pour répondre aux milliers de caractéristiques nécessaires à la validation.
    • ZEISS Quality Suite aide à compiler les résultats de manière efficace.
    • Des logiciels spécifiques tels que ZEISS INSPECT Airfoil qualifient efficacement chaque caractéristique des dessins de pièces ou d'autres normes.

Pales de ventilateur en composite

Une évolution dans le design des pales de ventilateur

Le développement des pales de ventilateur en matériaux composites représente une évolution dans le design des pales de ventilateur. Ces pales présentent des propriétés matérielles améliorées et peuvent souvent être beaucoup plus grandes en raison de leur poids réduit. Toutefois, ce développement n'a été possible que récemment, le processus de fabrication nécessitant de grandes compétences lorsqu'il est effectué manuellement ou autrement, ce qui implique des coûts élevés et un développement important pour les processus automatisés. Néanmoins, il en résulte des pales très performantes qui figurent en bonne place dans les turboréacteurs les plus modernes.

Passerelles et solutions de qualité pour les pales de ventilateur en composite

Pales de ventilateur en composite

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  • Assemblage et garniture en fibre de carbone

    Assemblage et garniture en fibre de carbone

    Les techniques de fabrication modernes doivent s'aligner sur les méthodes d'analyse modernes. La production des pales de ventilateur en fibre de carbone implique des processus à forte intensité de main-d'œuvre qui dépendent fortement d'outils de façonnage précis et de matrices de stratification pour obtenir la forme critique.

    Le défi
    Il est essentiel de vérifier régulièrement l'usure de l'outil de formage. Il s'agit de la clé du maintien de la forme générale des pales de ventilateur et de la surface aérodynamique.

    Notre solution
    Les technologies ZEISS sont idéales pour capturer et analyser numériquement la conformité, la durée de vie et l'usure des matrices en 2D et en 3D.

  • Injection et durcissement de la résine

    Injection et durcissement de la résine

    Une fois la fibre posée, la résine est ajoutée pour assurer la rigidité, et la pièce est durcie pour lui donner sa forme finale de surface aérodynamique.

    Le défi
    Les pièces finales se modifient naturellement au cours du formage, du moulage ou de la mise en forme.

    Notre solution
    Les technologies ZEISS excellent dans la capture numérique et l'analyse de la conformité 2D et 3D à la pièce dans le moule. Ce processus permet de comprendre et de mettre en œuvre des améliorations à long terme.

  • Usinage de finition

    Usinage de finition

    L'usinage final du pied et de la tête de la pale est crucial pour une performance et une fonctionnalité optimales. Les formes du pied de la pale sont soumises à de faibles exigences de tolérance pour garantir une adaptation parfaite au disque, tandis que les dimensions de la tête de la pale sont essentielles pour éviter les fuites de gaz entre la pale et le carter. Une telle fuite entraînerait des inefficacités au niveau des performances du moteur.

    Le défi
    La taille globale du composant, qui dépasse souvent 1,5 mètre, ainsi que les tolérances étroites sur la forme du pied d'aube, exigent une sélection minutieuse de la technologie, des palpeurs ou des capteurs appropriés.

    Notre solution
    Les technologies ZEISS sont excellentes pour capturer et analyser numériquement en 2D et 3D la conformité de la pièce dans le moule et à sa sortie afin de développer une compréhension du processus pour des améliorations à long terme.

  • Bord d'attaque en métal

    Bord d'attaque en métal

    Le bord d'attaque en métal est un chef-d'œuvre. Il s'agit d'une pièce unique de géométrie libre soigneusement collée à la pale de carbone primaire.

    Le défi
    La vérification de la forme externe et interne complexe de l'arête métallique est longue et coûteuse, et nécessite souvent une fixation spécifique.

    Notre solution

    • La technologie sans contact de ZEISS permet de mesurer la forme extérieure et, grâce à des fonctions telles que le bridage virtuel, supprime la nécessité d'une fixation rigide.
    • Les technologies tactiles ZEISS, conçues dans un souci d'efficacité, vérifient les caractéristiques avec la plus grande exactitude, garantissant un processus de vérification fiable.
  • Validation finale

    Validation finale

    Le respect des réglementations et des exigences des équipementiers, telles que AS9102 et AS13003, est essentiel pour garantir une conformité totale et des normes élevées.

    Le défi
    Les pales de ventilateur sont souvent considérées comme critiques en raison de l'impact qu'aurait une défaillance en service ; à ce titre, les exigences de validation pour démontrer la navigabilité sont parmi les plus strictes dans le domaine des moteurs.

    Notre solution

    • Les solutions tactiles, sans contact et microscopiques de haute exactitude répondent à de nombreuses caractéristiques essentielles pour la validation.
    • ZEISS Quality Suite permet une compilation précieuse des résultats.
    • Des logiciels spécifiques tels que ZEISS INSPECT Airfoil permettent une qualification efficace de chaque caractéristique sur des plans de pièces ou d'autres normes.

Contrôle qualité des pales de ventilateur

Maintenance, réparation et révision (MRO)
Maintenance, réparation et révision (MRO)

Maintenance, réparation et révision (MRO)

Maximiser l'efficacité des pales de ventilateur de manière rentable

La gestion des coûts de maintenance et de réparation est cruciale tout au long du cycle de vie d'un produit. Le temps est un facteur essentiel pour la remise en service des pales de ventilateur. Aujourd'hui plus que jamais, les équipementiers ont besoin de systèmes de mesure à grande vitesse et de logiciels pour prévoir rapidement les besoins d'entretien, les défaillances et les remises en état.

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