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チタン合金の金属特性:

チタン合金は熱伝導率が低いため、高温環境でその高い強度を保つことができる。

インコネルは耐熱合金で、その特長は、高温時の耐食性、耐酸化性、耐クリープ性に優れているところにある。

新しい材料CFRP(炭素複合材)もファン部品に使用される。 

α-ß(アルファ‐ベータ)合金

α-ß チタンはα相とβ相の両方の特性を持った合金で、互いの特性によってその性質は安定している。α-ß チタンの代表はTi6Al4Vで、航空機業界で多く採用されている。これに分類される合金は成型しやすく、室温・中高温での高い引っ張り強さが特長となる。熱処理を施すことで、これら金属特性を変更できる。

ß (ベータ)合金

ßチタンはV、Nb、Ta、Moといった添加物が含まれていることで、ß相の安定が保たれている。ßチタンに代表される合金は Ti11.5Mo6Zr4.5Sn、Ti15V3Cr3Al3Sn、 Ti5553で、ßチタンは熱処理、溶接が可能で耐高温性がある。材料の形成するのが容易で複雑な形状な部品にも採用されている。 しかし、低温環境では粘り強さが失われ、脆くなる性質がある。 ßチタンはシート、加重の掛かる部位、ファスナー、スプリングなどの部品に多く採用される。

耐熱合金の特性:

複合材の特性:

複合材は一般的に柔らかい組成物を強固するために、格子状に強化したものである。強化繊維のポリマーは複合材料の幅広い等級に区分できる。

強化繊維材料:

  • カーボンファイバー/グラファイトファイバー (高強度または高弾性)
  • グラスファイバー
  • セラミックファイバー
  • ポリマーファイバー (ケブラー、ポリエチレン)
  • タングステンファイバー

高分子複合材:

  • エポキシ
  • フェノール
  • ポリイミド
  • ポリエーテルケトン(PEEK)

航空機産業のトレンド

"ファンやコンプレッサータービンブレードは航空機エンジン部品の中でも極めて重要である。"

最近の革新的な形状と軽量設計はネルギー効率を高め、低排ガス量になった。チタン合金はいまだに部品の主な材料であるが、複合材料はファンブレードなどに採用されるようになった。

圧縮部分では耐熱合金のみ使用されているが、ディスク、ブレードは軽量化のために一体形状に変わりつつある。

挑戦

複雑な形状のブレードやフリスク、加工が困難な材料は5軸機で加工され、加工時間は一般的に長い。

加工精度が求められるために 加工プロセスの最適化と信頼性の高い工具が求められる。

ブレードルート加工には高い精度が要求される。

工具に求められる要点

  • 高性能なソリッドエンドミル
  • モジュラータイプのロングリーチな工具
  • ルート部分の特殊形状工具 

Tooling Solutions

Modular End Mills

 

Duo-Lock™

Face Milling

 

Dodeka™
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