항공 엔진 블레이드 재료 선택 및 가공 공정

항공 엔진 블레이드는 항공 엔진의 핵심 부품이며, 그 성능은 엔진의 효율, 안전 및 신뢰성과 직접적인 관련이 있습니다. 블레이드 재료는 고강도, 내열성, 내크리프성 및 내식성 등의 특성을 갖춰야 합니다. 현재 주로 사용되는 재료는 다음과 같습니다.
1. 고온 합금: 니켈 기반 합금(예: INCONEL, Waspaloy)과 같이 터빈 블레이드 등 고온 부품에 적합합니다.
2. 티타늄 합금(예: Ti6Al4V): 팬/압축기 블레이드에 사용되며, 경량화와 강도를 동시에 고려합니다.
3. 복합 재료: 탄소 섬유 강화 에폭시 수지와 같이 주로 팬 블레이드에 사용되며, 무게를 크게 줄이고 효율을 높일 수 있습니다.
또한, 금속간 화합물(예: 티타늄 알루미나이드)은 새로운 재료로서 내열 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.

가공 공정 측면에서 블레이드 제조 기술은 복잡하고 정밀합니다.

CNC 가공: 5축 연동 밀링은 복잡한 곡면 성형에 사용되며, 고속 절삭 및 채터링 억제 기술을 강조합니다.

정밀 단조: 고정밀 블랭크를 생성하고 금속 유선을 온전하게 유지하며 후속 가공 여유를 줄이는 데 사용됩니다.

특수 공정: 초소성 성형/확산 접합(티타늄 합금 중공 블레이드용) 및 로스트 왁스 정밀 주조(방향성/단결정 터빈 블레이드용)가 있습니다.

표면 처리 및 검사: 전해 연마, 쇼트 피닝 강화, 와전류 탐상, 3차원 측정 등 비파괴 검사 방법을 통해 결함이 없는지 확인합니다.

이러한 재료 및 공정의 선택은 성능, 무게 및 신뢰성의 균형을 맞추고 엔진의 다양한 부위(예: 고온 터빈 vs. 저온 팬)의 극한 작동 환경에 적응하기 위한 것입니다.