Motor aeronautikoko piezen fabrikaziorako elektrohigadura teknologien optimizazioa eta garapena

Resumen

El principal objetivo del trabajo desarrollado es probar la aptitud de la electroerosi¿n para lafabricaci¿n de piezas de motor aeron¿utico. Para llevar a cabo esta tarea, entre todas laspiezas y operaciones del motor aeron¿utico viables de ser fabricadas mediante EDM, se hanelegido dos de las m¿s representativas, que corresponden a ranuras de alta relaci¿n deaspecto y piezas con cavidades complejas.Actualmente, la fabricaci¿n de ranuras de alta relaci¿n de aspecto se realiza medianteelectroerosi¿n. Estas ranuras, ubicadas en las caras laterales de las piezas conocidas comoNGV, tienen una alta relaci¿n de aspecto, es decir, tienen una gran profundidad encomparaci¿n con su anchura. Normalmente, se fabrican en materiales como lassuperaleaciones de base n¿quel y por ello, en este caso se ha estudiado uno de esosmateriales, la superaleaci¿n C1023. En esta operaci¿n, se han estudiado diferentes par¿metrosde erosi¿n para as¿ poder optimizarlos y ahorrar tiempos de mecanizado. Adem¿s, se hananalizado el movimiento del flujo en las ranuras durante el proceso y se ha elegido laestrategia ¿ptima para la evacuaci¿n de la suciedad generada.En lo referente a las piezas de cavidades complejas, el uso de piezas del tipo de blisk oimpellers es cada vez mas frecuente en el motor aerona¿tico debido a las ventajas que aportanpor la optimizaci¿n de sus dise¿os, el ahorro en peso y la eliminaci¿n de uniones. Dada laexistencia de problemas en la fabricaci¿n de estas piezas mediante m¿todos convencionales,la electroerosi¿n se ha posicionado como una alternativa factible para su fabricaci¿n. Sinembargo, hoy en d¿a no existen m¿todos para el dise¿o de electrodos y la generaci¿n de lastrayectorias que deben seguir estos electrodos para crear las cavidades de estas piezas. Porello, en este documento se ha desarrolado un m¿todo para dise¿ar electrodos de acabado yun algoritmo para generar las trayectorias necesarias. En este algoritmo, basado en anteriorestrabajos de otros autores, se ha implementado una funci¿n objetivo adecuada y el m¿todo deoptimizaci¿n apropiado para el problema presente.No obstante, el reparo principal para la aplicaci¿n de la electroerosi¿n en la fabricaci¿n depiezas del sector aerona¿tico es la mala integridad superficial que deja en ¿stas. La capa dematerial refundido que se genera en la superficie de las piezas electroerosionadas, debido a sualta dureza es fuente de aparici¿n de grietas que pueden degenerar en fallo fatal para la pieza.Sin embargo, el desarrollo sufrido por los generadores de las maquinas de EDM en los ¿ltimosa¿os, ha conseguido minimizar e incluso eliminar esa capa de material afectado. Por ello, conel fin de probar la viabilidad de la electroerosi¿n, se ha estudiado el efecto que tienen losnuevos generadores en la superficie de las piezas electroerosionadas en lo referente aintegridad superficial. Para ello, se ha elegido uno de los materiales mas utilizados en el motoraerona¿tico, la superaleaci¿n base niquel Inconel¿ 718, y se ha estuadiado el efecto de laelectroerosi¿n en este material, en la integridad superficial y en el comportamiento a fatiga.