Design, calculation and development of the process plan of an axial turbine blade

Abstract

[EN] The objective of the following document is to analyze the challenges of the manufacturing of a turbine blade inside the aerospace sector, and to obtain machining solutions that are able to fit its specifications. To do so, it is necessary to first understand the material requirements that come from the high temperature environments these blades work in, and then design the process plan trying to find machining processes that are able to guarantee the proper tolerances for the surfaces exposed to the air going through the engine. In this case the slightest disturbance due to a finishing error might cause a disturbance in the flow, like boundary layer separation, which can cause severe damage to the engines performance. Along this document solutions using metal cutting manufacturing have been designed taking into account all the implicit requirements turbine blades have.

[ES] El objetivo del siguiente documento es analizar los desaf´ıos de la fabricaci´on de una pala de turbina dentro del sector aeroespacial, y obtener soluciones de mecanizado que puedan ajustarse a sus especificaciones. Para hacerlo, es necesario comprender primero los requisitos de material que provienen de los entornos de alta temperatura en los que trabajan estas palas, y luego dise˜nar el plan de procesos tratando de encontrar procesos de mecanizado que puedan garantizar las tolerancias adecuadas para las superficies expuestas al aire que avanza por el motor. En este caso, la m´as m´ınima perturbaci´on debido a un error de acabado podr´ıa causar una alteraci´on en el flujo, como separaci´on de la capa l´ımite, pudiendo causar da˜nos graves al rendimiento del motor. A lo largo de este documento, se han dise˜nado varias soluciones mediante la fabricaci´on de corte de metal teniendo en cuenta todos los requisitos impl´ıcitos que tienen las palas de turbina.

[CA] L’objectiu del seg¨uent document ´es analitzar els desafiaments de la fabricaci´o d’una pala de turbina dins del sector aeroespacial, i obtindre solucions de mecanitzat que puguen ajustar-se a les seues especificacions. Per a fer-ho, ´es necessari comprendre primer els requisits de material que provenen dels entorns d’alta temperatura en els quals treballen aquestes pales, i despr´es dissenyar el pla de processos tractant de trobar processos de mecanitzat que puguen garantir les toler`ancies adequades per a les superf´ıcies exposades a l’aire que avan¸ca pel motor. En aquest cas, la m´es m´ınima pertorbaci´o a causa d’un error d’acabat podria causar una alteraci´o en el flux, com a separaci´o de la capa l´ımit, podent causar danys greus al rendiment del motor. Al llarg d’aquest document, s’han dissenyat diverses solucions mitjan¸cant la fabricaci´o de tall de metall tenint en compte tots els requisits impl´ıcits que tenen les pales de turbina.