タービン翼のリバースエンジニアリング
燃料の燃焼によって得られた高温のガスを膨張させてタービンを回すことにより、燃焼ガスから動力を得るタービン翼の現物を、X線CTにより、形状をデータ化、3D-CADする、リバースエンジニアリング技術。
X線CTスキャンを使用してタービン翼を3Dデータ化
◆Z方向に段差の無いデータを取得できます。
◆Ｘ線ＣＴスキャンの精度 ２０μｍ （０．０２）
◆隠れている部分、アンダー部分、裏側部分もスキャン可能。
◆製品の全体の形状データをＣＡＤで合成し3Ｄデータを作成します。
X線CTスキャンから採取したデータから3D-CADデータ作成
◆タービン翼の羽根の表面、裏面側面、機構部等の各方面からデジタイジング。
◆隠れている部分もX線CTでデジタイジングします。
◆羽根の全体形状データをCADで合成、3D-CADモデリングします。
◆羽根の全体形状データ再現精度0.05（50μ）範囲。
製品モデル用データの作成方法
1、タービン翼の羽根全体の点群（ポイントデータ）の編集。
2、ポイントデータから三角点を結びポリゴン面作成。
3、三角パッチ面から1枚の羽根をモデリング方式でCADモデリングします。
4、羽根全体の中心を軸にして回転コピーでCAD面を作成。
5、中心を軸にして回転コピーで作成のため均等が取れたデータになります。
6、金型用等のCADモデリングデータとして使用できます。
形状検証用データの作成方法
1、タービン翼の羽根全体の点群（ポイントデータ）の編集。
2、点群（ポイントデータ）から三角点を結びポリゴン面作成。
3、羽根全体の面をそのまま作成。
4、変形等は現物のままデータになります。
5、製作用のCADモデリングデータとしては不向きです。
X線CT利用のリバースエンジニアリング
製品の現物 ⇒ X線CTスキャン ⇒ 採取 ⇒ CADモデリング
タービン翼には、用途や設計の目的に応じていくつかの種類があります。以下に代表的なものを挙げます。
1. 適切な形状による分類
a. 直列翼列（平翼）
- 翼の形状が直線的で、設計が比較的シンプル。
- 空力性能は低いが、製造が容易。
- 初期のターンや低速な用途に利用される。
b. 曲翼列
- 翼形が曲線的で、空気（または蒸気やガス）の流れを効率良く誘導します。
- 現代の高効率タービンで主流。
2. 主な形状による分類
ａ． 静翼（ステーター、ガイドベーン）
- 流体の方向を整え、翼の動きに効率的にエネルギーを伝えます。
- 回転しない固定された翼。
b. 動翼（ローター）
- 流体のエネルギーを受け取り、回転エネルギーに変換。
- タービンの回転部分に取り付けられています。
3. 応力分布による分類
a. ラジアルフローウィング
- 流体が中心軸に対して放射方向に流れる。
- 比較的小型のインナーに使用します。
b. アクシャルフロー翼
- 流体が軸方向に流れます。
- 大型のガスタービンや蒸気タービンで主流。
c. ミックスフロー翼
- ラジアルとアクシャルの中間的な流れ。
- 特定の用途で使用する。
4. 材質による分類
- 金属翼：高温・高圧環境に適した合金（ニッケル基、コバルト基など）が一般的。
- セラミック翼：軽量で高温耐久性が高く、柔らかい。
- 複合材料翼：特殊な用途や軽量化が求められる場面で利用されます。
5. 特殊なタービン翼
a. 冷却翼
- 高温ガスタービンで使用される翼。 内部に冷却通路を設け、空気冷却を流すことで高温環境に耐える。
b. 可変ピッチ翼
- 風車などで使われ、風向きや風速に応じて角度を変えられる翼。
c. ハロウェル翼
- 軽量化と高効率を目的に、翼内部に空洞を設けた設計。
用途や設計要件に応じて、これらの翼が選択され、最適化されます。
＜トップページへ＞
