渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)在越來(lái)越高的溫度下運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)最大排氣速度和最佳效率。 內(nèi)部溫度高達(dá) 2000°C 并超過(guò)渦輪葉片的熔點(diǎn)。 為防止自毀，渦輪葉片內(nèi)嵌有多達(dá) 500 個(gè)特殊形狀的冷卻孔的先進(jìn)冷卻系統(tǒng)。

這些孔在燃燒氣體和葉片之間循環(huán)一層薄薄的湍流空氣層。 它們對(duì)于安全和長(zhǎng)期使用發(fā)動(dòng)機(jī)至關(guān)重要。

至關(guān)重要的是，每個(gè)冷卻孔在角度、尺寸、位置和形狀方面都與 CAD 數(shù)據(jù)集完全對(duì)應(yīng)。 冷卻孔是自由形狀的，因此測(cè)量起來(lái)非常復(fù)雜。

傳統(tǒng)的計(jì)量技術(shù)在幾何形狀和光潔度方面無(wú)法提供內(nèi)部+孔測(cè)量的解決方案，此外，孔入口幾何形狀可能更復(fù)雜，具有錐形入口點(diǎn)，如圖所示

這些測(cè)量挑戰(zhàn)現(xiàn)在通過(guò)采用垂直焦點(diǎn)探測(cè)的 Bruker Alicona 光學(xué)焦點(diǎn)變化技術(shù)來(lái)解決。
這種技術(shù)允許對(duì)深度直徑比高達(dá) 10-1 的孔進(jìn)行內(nèi)部測(cè)量，并在下面簡(jiǎn)要介紹。垂直聚焦探測(cè)基于部分光的使用。 這意味著除了同軸光之外，還使用了來(lái)自不同方向的光。 結(jié)果，從垂直表面漫反射的單個(gè)光線(xiàn)再次被物鏡捕獲，從而能夠以高分辨率對(duì)超過(guò) 90° 的側(cè)面進(jìn)行可追溯和可重復(fù)的測(cè)量。

壓縮機(jī)葉片中的冷卻孔具有不同的位置和方向。 由于物鏡的工作距離，這通常會(huì)導(dǎo)致難以到達(dá)和測(cè)量孔。 因此，Bruker Alicona 開(kāi)發(fā)了一種工作距離為 130 mm 的物鏡，克服了這一限制。

在這種情況下，創(chuàng)建了帶有一系列 EDM 孔的測(cè)試板，如圖 3 所示。這些孔代表冷卻孔應(yīng)用中使用的典型孔。

該板固定在安裝在 Bruker Alicona μCMM 上的 AR3D 旋轉(zhuǎn)裝置中。

使用 Vertical Focus Probing 可以創(chuàng)建孔內(nèi)部的 3D 數(shù)據(jù)集。
下圖所示的第一個(gè)平行孔的直徑為 534 μm，長(zhǎng)度為 2.2mm。

圖 6 中所示的第二個(gè)錐形入口孔顯示了測(cè)量異形孔幾何形狀并沿其整個(gè)長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量的能力。

使用此數(shù)據(jù)集，內(nèi)置分析軟件執(zhí)行幾何測(cè)量，如下所示。 這包括沿孔的不同位置的進(jìn)入角和直徑。

由于 Bruker Alicona μCMM 具有 0.8+L/600 的高精度，因此可以在不連接的情況下測(cè)量多個(gè)孔并將它們的位置相互關(guān)聯(lián)。 例如，可以確定位置公差。

使用 MetMaX 自動(dòng)化軟件可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。上傳組件（例如渦輪葉片）的 CAD 數(shù)據(jù)集后，操作員只需單擊鼠標(biāo)即可選擇要測(cè)量的 GD&T、冷卻孔或 PMI（產(chǎn)品制造信息）參數(shù)。
MetMaX 然后自動(dòng)配置理想的測(cè)量策略，以?xún)?yōu)化零件的 3D 測(cè)量。 MetMaX 軟件自動(dòng)計(jì)算 XYZ 方向的探測(cè)方向、傾斜、旋轉(zhuǎn)角度和行進(jìn)方向。 在測(cè)量開(kāi)始之前，虛擬仿真確保了無(wú)碰撞的測(cè)量序列。

總結(jié)

從這份報(bào)告中可以清楚地看出，使用帶有垂直焦點(diǎn)探測(cè)的焦點(diǎn)變化的光學(xué)計(jì)量可以輕松準(zhǔn)確地測(cè)量各種尺寸和幾何形狀的冷卻孔。 在 μCMM 上使用這項(xiàng)技術(shù)可以測(cè)量多個(gè)特征并將其設(shè)置為用于評(píng)估所需參數(shù)的關(guān)系。 MetMaX 提供了“我如何測(cè)量？”的功能。 到“我要測(cè)量什么？”。 由于這種演變，用戶(hù)不需要任何特定的計(jì)量知識(shí)即可執(zhí)行可靠的測(cè)量。

馬路科技（RATC）成立于1996年，是以三維測(cè)量、三維掃描、逆向工程以及三維打印等先進(jìn)技術(shù)為導(dǎo)向的科技公司客戶(hù)主要來(lái)自汽車(chē)、航空航天以及消費(fèi)品等產(chǎn)業(yè)，馬路科技在大中華地區(qū)共有八個(gè)服務(wù)點(diǎn)，有超過(guò)200名專(zhuān)家提供在地專(zhuān)業(yè)技術(shù)支持及服務(wù)。