Die Prüfung von Triebwerksschaufeln stellt extrem hohe Anforderungen an die Stabilität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Plattform. Im Vergleich zu herkömmlichen Prüfplattformen aus Gusseisen und Aluminiumlegierungen bieten Granitplattformen in mehreren Schlüsselindikatoren unersetzliche Vorteile.
I. Thermische Stabilität: Ein „natürlicher Schutzschild“ gegen Temperaturstörungen
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Gusseisenplattformen beträgt ca. 10–12 × 10⁻⁶/℃, der von Aluminiumlegierungen sogar 23 × 10⁻⁶/℃. Durch die beim Betrieb der Erkennungsgeräte entstehende Wärme oder durch Schwankungen der Umgebungstemperatur kann es leicht zu Maßverformungen kommen, die zu Erkennungsfehlern führen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Granitplattform beträgt lediglich (4–8) × 10⁻⁶/℃. Bei einer Temperaturschwankung von ±5 °C beträgt die Maßänderung der 1 Meter langen Granitplattform weniger als 0,04 μm und kann somit nahezu vernachlässigt werden. Diese extrem niedrige Wärmeausdehnungseigenschaft bietet eine stabile Referenzfläche für Präzisionsgeräte wie Laserinterferometer und Dreikoordinatenmessgeräte und vermeidet Messabweichungen der Schaufelkonturen durch thermische Verformung.
II. Antivibrationsleistung: Eine „effiziente Barriere“ zur Beseitigung von Vibrationsstörungen
In der Luftfahrtfertigung treten häufig Umgebungsvibrationen durch den Betrieb von Werkzeugmaschinen und die Bewegung von Personal auf. Plattformen aus Aluminiumlegierungen weisen eine unzureichende Steifigkeit auf, während Gusseisenplattformen nur eine begrenzte Dämpfungsleistung aufweisen, was eine effektive Dämpfung von Vibrationen erschwert. Die dichte Kristallstruktur im Inneren der Granitplattform verleiht ihr hervorragende Dämpfungseigenschaften mit einem Dämpfungsgrad von 0,05–0,1, der fünfmal so hoch ist wie bei Gusseisen und zehnmal so hoch wie bei Aluminiumlegierungen. Werden externe Vibrationen auf die Plattform übertragen, kann diese die Vibrationsenergie innerhalb von 0,3 Sekunden um mehr als 90 % dämpfen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Detektionsgeräte auch in einer vibrierenden Umgebung genaue Daten ausgeben können.
III. Steifigkeit und Verschleißfestigkeit: Eine „solide Festung“ für langfristige Präzision
Nach längerem Gebrauch neigt die Gusseisenplattform zu Ermüdungsrissen, was ihre Genauigkeit beeinträchtigt. Plattformen aus Aluminiumlegierungen weisen eine geringe Härte und geringe Verschleißfestigkeit auf, wodurch sie dem häufigen Einsatz von Hochleistungsprüfgeräten nur schwer standhalten. Die Dichte der Granitplattform erreicht 2,6–2,8 g/cm³, ihre Druckfestigkeit übersteigt 200 MPa und ihre Mohshärte beträgt 6–7. Selbst bei hoher Belastung und langfristiger Reibung durch Rotorblattprüfgeräte neigt sie weder zu Verschleiß noch zu Verformung. Daten eines Luftfahrtunternehmens zeigen, dass die Ebenheitsänderung der Granitplattform nach acht Jahren Dauerbetrieb noch innerhalb einer Toleranz von ±0,1 μm/m liegt, während die Gusseisenplattform bereits nach drei Jahren neu kalibriert werden muss.
IV. Chemische Stabilität: Der „stabile Grundstein“ für die Anpassung an komplexe Umgebungen
In Luftfahrtprüfwerkstätten kommen häufig chemische Reagenzien wie Reinigungs- und Schmiermittel zum Einsatz. Plattformen aus Aluminiumlegierungen sind anfällig für Korrosion, und auch die Genauigkeit von Gusseisenplattformen kann durch Oxidation und Rost beeinträchtigt werden. Granit besteht hauptsächlich aus Mineralien wie Quarz und Feldspat. Er verfügt über stabile chemische Eigenschaften, einen pH-Toleranzbereich von 1 bis 14 und ist beständig gegen Erosion durch gängige chemische Substanzen. Auf seiner Oberfläche bilden sich keine Metallionenablagerungen, was eine saubere Messumgebung gewährleistet und Messfehler durch chemische Verschmutzung vermeidet.
V. Bearbeitungsgenauigkeit: Die „ideale Basis“ für präzise Messungen
Durch hochpräzise Technologien wie magnetorheologisches Polieren und Ionenstrahlbearbeitung erreichen Granitplattformen eine Bearbeitungsgenauigkeit von ±0,1 μm/m für die Ebenheit und eine Oberflächenrauheit von Ra≤0,02 μm. Damit übertrifft sie die von Gusseisenplattformen (±1 μm/m für die Ebenheit) und Aluminiumlegierungsplattformen (±2 μm/m für die Ebenheit) deutlich. Diese hochpräzise Oberfläche bietet eine genaue Installationsreferenz für hochpräzise Sensoren und Messsonden und ermöglicht so die dreidimensionale Konturmessung von Triebwerksschaufeln auf 0,1 μm-Ebene.
Bei der anspruchsvollen Prüfung von Triebwerksschaufeln sind Granitplattformen mit ihren umfassenden Vorteilen hinsichtlich thermischer Stabilität, Vibrationsfestigkeit, Steifigkeit, chemischer Stabilität und Verarbeitungsgenauigkeit zur besten Wahl geworden, um Prüfgenauigkeit und -zuverlässigkeit sicherzustellen und eine solide Grundlage für die qualitativ hochwertige Entwicklung der Luftfahrtfertigung zu schaffen.
Veröffentlichungszeit: 22. Mai 2025