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访谈


第 7 卷- 2019 年 12 月刊
灵活、便携、自动化:最佳状态下的超声波喷丸强化



SONATS工艺经理Frederic CHATEAU(右)和国际销售工程师Cédric PILARD(左)


声学元件与安装在机械臂上的密封舱,用于航空整体叶盘的超声波喷丸强化


STRESSONIC®技术-超声波喷丸处理原理


使用工作台和专用工装进行局部超声波喷丸强化

由于高价值的部件不断需要控制程度更高、更清洁和更有效的超声波喷丸强化解决方案,SONATS超声波喷丸强化解决方案变得越来越重要,为现场超声波喷丸强化服务乃至客户专用机器带来了新的优势。 MFN有机会安排了一次与SONATS工艺经理Frederic CHATEAU以及国际销售工程师Cédric PILARD的访谈。

(?)MFN:您能向我们的读者简单介绍一下SONATS吗?

(!)C.P.:SONATS创立于1991年,是Europe Technologies集团旗下公司,公司以其在金属表面处理以及超声波喷丸强化工艺方面的专业技术而取得了发展,其中超声波喷丸强化工艺也被称为Stressonic®技术。
自SONATS创立之时起,我们的成功与发展始终是以从残余应力测量到专业超声波喷丸强化解决方案等方面的高超技艺以及全球专业技术水平为依托。
SONATS经过与全球领先的合作伙伴合作,开发和取得了超声波工艺的资格,如今成为一家全球性超声波喷丸解决方案提供商,服务于飞机制造商、各大飞机发动机生产公司和燃气轮机制造商,甚至是汽车变速器和电机等行业。
2019年,我们的客户和市场遍及全球,我们通过创立子公司:Empowering Technologies Inc.(2010年,美国)和Empowering Technologies China(2018年杭州优博创新科技有限公司)增强我们的服务能力。

(?)MFN:我们的大部分读者都了解喷丸强化技术和原理,但是并不一定熟悉超声波喷丸强化解决方案。您能说明这与其他技术有何不同吗?

(!)F.C.:传统喷丸强化(CSP)是使用大型机器执行的,其中丸粒通过喷嘴射向位于控制室内的目标部件,并通过机器回收丸粒,在其中对丸粒进行清洁和筛选,以去除碎屑和破损的丸粒,然后供系统再次使用。
而我们的STRESSONIC®技术明显的区别就是喷丸室非常小,将所有介质装在仅有几立方厘米的喷丸室内,对原始部件的某一个区域进行喷丸处理。它能够使用经过超声波发生器励磁的极少量介质,使其在喷丸室内连续激活。在每次喷丸处理活动之后,可以对介质进行目视检查。

(?)MFN:您的技术有何益处?

(!)C.P.:使用超声波喷丸强化(USP)的一项最大的好处就是显著提高通过系统的计算机控制过程获取的质量保证。STRESSONIC®技术控制这一过程。同时还自动控制喷丸处理时间,以确保覆盖时间的准确性。每个循环都会自动监测和记录所有参数,并生成电子记录,以按照客户的要求在序列化零件的基础上完整地记录超声波喷丸强化操作。

(!)F.C.:表面粗糙度也是动态航空航天部件的一项重要特征,它影响着疲劳强度。表面粗糙度越大,意味着形成微小裂缝的可能性越高,从而增加过早疲劳失效的可能性;因此,喷丸处理后表面粗糙度较低才是可取的。制造与航空航天设计工程师寻求最大限度降低部件的表面粗糙度,而喷丸强化则倾向于增加表面粗糙度。我们针对铝、钛、镍基合金或钢制部件的各项研究结果表明,在相同喷丸强度下,超声波喷丸强化(USP)条件的表面粗糙度低于传统喷丸强化(CSP)条件的表面粗糙度。
我们针对航空航天业的解决方案的另一项优点是能够修理迄今为止已被视为不可在Part 145修理设施中修理的多种部件。很多时候,在飞机的重新组装和安装过程中,部件的轻微损坏都会导致重复执行再拆卸、拆解和修理过程。在某些情况下,我们的便携式STRESSVOYAGER®用于执行“在翼”修理,无需花费高昂成本拆卸、拆解以及修理受损部件。

(?)MFN:您能给我们举例说明这种便携式设备吗?

(!)C.P.:可以:这种局部超声波喷丸强化的典型应用有:风机盘混合区,无需拆卸发动机,节省80%的修理周期时间,燃气轮机树形喷丸,可减少整个喷丸操作的拆卸工作并进行完整的介质控制,以及对受损的直升机桨叶进行原位喷丸处理,每个桨叶梁节约了220,000美元。

(?)MFN:这种技术集成到全自动化生产流程中有多简单?

(!)C.P.:汽车齿轮制造商必须保持高生产率,同时确保关键传动部件具有一个有效且可重复的生产过程。在这个结构中,主要的OEM在特定的零件生产线上使用超声波喷丸强化(USP)自动化机器集成,从而保证维持精益生产。具体来说,在用于齿轮喷丸处理的USP设备中,处理以动态模式执行,以达到一个预先确定的节拍时间。例如,一台4个工位的机器节拍时间为40秒,一年可以生产500,000个零件。

(!)F.C.:另外,USP具有以下自动化功能:直接从上一次工艺操作进行自动化处理、介质计数(以部件或克为单位)、超声波发生器以及介质磨损监测、达到使用寿命时警告操作员、各独立工位自动装载/卸载介质以及全局监督和定期质量报告发布。

(?)MFN:对于不同的用途,贵公司似乎有不同的设置,但机器能有多大的灵活性呢?

(!)C.P.:工装系统是模块化的。它们可以安装在任何机器工位中,独立于零件参考组。USP工艺的最高自动化解决方案是由6轴机器人执行完整的流程。例如,对于航空航天整体叶盘的处理,近期安装的超声喷丸设备(USP)提供零件的搬运处理和自动化工装定位,以在桨叶、盘中心孔和盘孔上执行处理。

MFN感谢Frederic CHATEAU和Cédric PILARD参与此次访谈!



SONATS
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