1. 概述
葉片廣泛地應用于大型動力設備，例如航空渦輪發(fā)動機、燃氣輪機、汽輪機、風機、壓氣機等領域，是其核心零部件。
葉片是透平機械的“心臟”，是透平機械中極為主要的零件。透平是一種旋轉式的流體動力機械，它直接起著將蒸汽或燃氣的熱能轉變?yōu)闄C械能的作用。葉片一般都在高溫，高壓和腐蝕的介質(zhì)下工作。動葉片還以很高的速度轉動。在大型汽輪機中，葉片頂端的線速度高達600m/s，因此葉片還要承受很大的離心應力。葉片不僅數(shù)量多，而且形狀復雜，加工要求嚴格，葉片的加工工作量很大，約占汽輪機、燃氣輪機、渦輪發(fā)動機總加工量的四分之一到三分之一。葉片的加工質(zhì)量直接影響到機組的運行效率和可靠性，而葉片的質(zhì)量和壽命與葉片的加工方式有著密切的關系。所以，葉片的加工方式對透平機械的工作質(zhì)量及生產(chǎn)經(jīng)濟性有很大的影響。這就是國內(nèi)外透平機械行業(yè)為什么重視研究葉片加工的原因。隨著科學技術的發(fā)展，葉片的加工手段也是日新月異，先進的加工技術正在廣泛采用。
葉片制造流程一般涉及到以下步驟：
1. 設計和模型制作：根據(jù)設計要求和性能需求，使用計算機輔助設計（CAD）軟件進行葉片的三維設計。然后，采用數(shù)控機床或3D打印技術制作葉片的模型。
2. 材料準備：選擇適合的材料，如復合材料（如碳纖維增強復合材料）或金屬材料（如鋼、鋁等）。準備好所需的材料和輔助材料。
3. 模具制備：根據(jù)葉片設計的模型，制作相應的模具。模具可以用于復合材料的層壓或金屬材料的壓鑄。
4. 材料成型：根據(jù)葉片的設計和模具，將材料進行成型。對于復合材料，通常使用層壓工藝，將預先剪切好的纖維布料與樹脂浸漬后層疊在一起，然后通過壓力和溫度進行固化。對于金屬材料，可以使用壓鑄或其他適當?shù)募庸ぜ夹g。
5. 初步加工：成型后的葉片可能需要進行初步的加工，例如修整邊緣、打磨表面等。
6. 鋪層和涂裝：根據(jù)需要，將適當?shù)耐繉踊虮砻嫱苛蠎玫饺~片上，以提供保護、減小摩擦或改善氣動性能。
7. 檢驗和測試：對葉片進行質(zhì)量檢驗和性能測試，包括尺寸、形狀、重量、強度、振動特性等。
8. 組裝和完成：根據(jù)具體的使用需求，將葉片安裝到相應的設備或系統(tǒng)中，完成整體裝配。
2. 三維掃描儀在葉片造型領域的應用
葉片正向設計需要經(jīng)歷極為復雜的過程，包括空氣動力學、力學、材料科學等等各項研究與驗證，因此，較為經(jīng)濟的辦法是通過已有產(chǎn)品的逆向造型與改進來快速實現(xiàn)葉片的生產(chǎn)。三維掃描儀可通過快速的三維掃描，獲取已有葉片的三維數(shù)據(jù)，并通過逆向工程系統(tǒng)獲得其CAD模型，通過CAE、流體仿真、動平衡等一系列研究，結合動力設備的設計要求，對現(xiàn)有CAD模型進行改進。
ATOS Q系統(tǒng)是一款緊湊型藍光三維掃描儀，可快速獲得現(xiàn)有葉片的高質(zhì)量三維數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)完成快速的逆向造型。簡易流程如下：
葉片逆向造型
ATOS Q藍光掃描儀
3. 三維掃描儀在葉片質(zhì)量控制領域的應用
如何對生產(chǎn)出的葉片進行尺寸控制也是葉片制造流程的重要環(huán)節(jié)。如前所述，通過藍光三維掃描儀，可快速獲取葉片整體三維數(shù)據(jù)，將獲取的三維數(shù)據(jù)與CAD模型進行比對，即可總體獲知加工出的葉片是否符合設計要求。
除此之外，通過專業(yè)的葉片檢測軟件，獲得葉片的各項關鍵控制參數(shù)，例如葉片弦長、前緣直徑、尾緣直徑等。
