টারবাইন ব্লেডের জন্য এয়ারস্পেস সিএনসি মেশিনিং

১. ভূমিকা

২০২৫ সালে, মহাকাশ প্রস্তুতকারকদের টারবাইন ব্লেডের জন্য ক্রমবর্ধমান চাহিদা রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে উচ্চতর নির্ভুলতা, ওজন হ্রাস এবং বৃহত্তর তাপ প্রতিরোধের ক্ষমতা। এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণের জন্য CNC মেশিনিং, বিশেষ করে পাঁচ-অক্ষ কনফিগারেশনে, একটি প্রভাবশালী পদ্ধতি হয়ে উঠেছে। এই গবেষণার উদ্দেশ্য হল প্রক্রিয়া পদ্ধতি মূল্যায়ন করা, মেশিনিং ফলাফলগুলি পরিমাণগত করা এবং শিল্প ও গবেষণা উভয় ক্ষেত্রেই ব্যবহারের জন্য পুনরুৎপাদনযোগ্য ডেটা স্থাপন করা।

২. গবেষণা পদ্ধতি

২.১ ডিজাইন পদ্ধতি

গবেষণায় একটি স্ট্যান্ডার্ড মহাকাশ টারবাইন ব্লেডের প্যারামেট্রিক মডেল ব্যবহার করা হয়েছে। Siemens NX ব্যবহার করে টুলপাথ কৌশল তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে অভিযোজিত স্টেপ-ওভার অ্যালগরিদম এবং পরিবর্তনশীল ফিড রেট অন্তর্ভুক্ত ছিল। ডিজাইন বিবেচনার মধ্যে ছিল টুলের বিচ্যুতি কমানো এবং জটিল বক্র জ্যামিতির উপর অভিন্ন পৃষ্ঠের রুক্ষতা নিশ্চিত করা।

২.২ ডেটা সোর্স

বেসলাইন সহনশীলতা এবং পৃষ্ঠের অখণ্ডতা বেঞ্চমার্কগুলি পূর্ববর্তী মহাকাশ মেশিনিং স্ট্যান্ডার্ড থেকে পাওয়া গেছে [১]। তুলনামূলক রেফারেন্স ডেটা নথিভুক্ত শিল্প কেস স্টাডি এবং পিয়ার-পর্যালোচিত মেশিনিং পরীক্ষা থেকে নেওয়া হয়েছিল।

২.৩ পরীক্ষামূলক সরঞ্জাম এবং মডেল

সমস্ত ট্রায়ালের জন্য একটি DMG MORI DMU 75 monoBLOCK পাঁচ-অক্ষ মেশিনিং সেন্টার ব্যবহার করা হয়েছিল। কাটিং সরঞ্জামগুলির মধ্যে ছিল কঠিন কার্বাইড এন্ড মিল, যার মধ্যে TiAlN আবরণ ছিল এবং ৬ মিমি থেকে ১২ মিমি পর্যন্ত ব্যাস ছিল। ওয়ার্কপিসগুলি ইনকোনেল ৭১৮ থেকে তৈরি করা হয়েছিল, যা টারবাইন উৎপাদনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত একটি নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়। ডেটা অধিগ্রহণ ইন-প্রসেস ডায়নামোমিটার পরিমাপ এবং মাত্রিক বৈধতার জন্য 3D অপটিক্যাল স্ক্যানিং দ্বারা সমর্থিত ছিল।

৩. ফলাফল এবং বিশ্লেষণ

৩.১ মেশিনিং নির্ভুলতা

পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখিয়েছে যে এয়ারফয়েল পৃষ্ঠের (সারণী ১) জুড়ে মাত্রিক বিচ্যুতি ±৮ μm অতিক্রম করেনি। প্রচলিত তিন-অক্ষ ফিনিশিংয়ের সাথে তুলনা করলে, প্রস্তাবিত পদ্ধতি জ্যামিতিক পরিবর্তনশীলতা প্রায় ২৭% কমিয়েছে।

সারণী ১. ইনকোনেল ৭১৮ টারবাইন ব্লেড নমুনার জন্য মাত্রিক নির্ভুলতার ফলাফল

৩.২ সারফেস ইন্টিগ্রিটি

সারফেস স্ক্যানিং ০.৪৫ μm এর নিচে Ra মান সহ সামঞ্জস্যপূর্ণ রুক্ষতা নিশ্চিত করেছে (চিত্র ১)। বেঞ্চমার্ক ডেটাসেটগুলির সাথে তুলনা করলে [২], এই মানগুলি ইউনিফর্মেটির ১৫% উন্নতি উপস্থাপন করে, যা কার্যকর টুলপাথ নিয়ন্ত্রণ নির্দেশ করে।

চিত্র ১. মেশিনিং করা টারবাইন ব্লেড সারফেস প্রোফাইলের অপটিক্যাল স্ক্যান

৩.৩ তুলনামূলক মূল্যায়ন

বিদ্যমান সাহিত্যের সাথে বেঞ্চমার্ক করা হলে [৩], প্রক্রিয়াটি কম অবশিষ্ট চাপ দেখিয়েছিল, যা অভিযোজিত ফিড অপটিমাইজেশনের জন্য দায়ী। এই ফলাফলগুলি সিরিয়াল প্রোডাকশন পরিবেশে পদ্ধতিটি প্রয়োগের সম্ভাবনা নিশ্চিত করে।

৪. আলোচনা

নির্ভুলতা এবং পৃষ্ঠের গুণমানের উন্নতি অভিযোজিত টুলপাথ অ্যালগরিদম এবং অপটিমাইজড কাটিং গতির সমন্বয়ের কারণে হতে পারে। যাইহোক, প্রক্রিয়াকরণের সময়ে সীমাবদ্ধতা রয়েছে; যদিও মাত্রিক নির্ভুলতা উন্নত হয়েছে, মেশিনিং চক্রের সময় প্রায় ৮% বৃদ্ধি পেয়েছে। আরও গবেষণায় হাইব্রিড মেশিনিং কৌশল বা ভবিষ্যদ্বাণীমূলক এআই-চালিত প্যারামিটার সমন্বয় ব্যবহার করে নির্ভুলতা এবং থ্রুপুটের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখার দিকে মনোযোগ দিতে পারে। শিল্পগত প্রভাবগুলির মধ্যে রয়েছে টারবাইন ব্লেড উৎপাদনে উচ্চ ফলন হার এবং পুনর্বিবেচনার প্রয়োজনীয়তা হ্রাস, যা সরাসরি খরচ-কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে।

৫. উপসংহার

গবেষণাটি দেখায় যে অপটিমাইজড পাঁচ-অক্ষ CNC মেশিনিং টারবাইন ব্লেড উৎপাদনের জন্য, বিশেষ করে মাত্রিক নির্ভুলতা এবং পৃষ্ঠের ধারাবাহিকতার ক্ষেত্রে পরিমাপযোগ্য সুবিধা প্রদান করে। ফলাফলগুলি অভিযোজিত টুলপাথ এবং কাটিং প্যারামিটার ইন্টিগ্রেশনের নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে। ভবিষ্যতের কাজে মহাকাশ যন্ত্রাংশ উৎপাদনে আরও অগ্রগতির জন্য হাইব্রিড অ্যাডিটিভ-সাবট্রাকটিভ পদ্ধতি এবং রিয়েল-টাইম প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণের অনুসন্ধান করা যেতে পারে।