奥地利Bruker Alicona公司

航空涡轮叶片冷却孔测量白皮书

三维光学测量

一个传感器，融合三个技术

 为何要在涡轮叶片上钻孔？

又该如何检测这些孔洞的几何形状？

 世事往往如此：有些至关重要的任务却鲜为人知。涡轮叶片上的冷却孔便是最佳例证。知晓其存在者寥寥无几，更遑论理解其功能。然而正是这些冷却孔，不仅提升了航空工业的效率，更守护着生命安全。
涡轮叶片冷却孔自动化检测 

让我们理清事实：涡轮叶片上的冷却孔至关重要。这些微小孔洞承担着重大使命。现实情况是，现代压缩机产生的温度远超涡轮叶片材料的耐受极限，因此必须保护叶片材料不受破坏。而涡轮上的这些微孔正是为此而生——它们确保薄膜冷却技术能作用于涡轮叶片的外表面。

压缩机为何会产生如此高温？

飞机压缩机的高温环境一方面提升了效率，另一方面降低了燃油消耗。听起来很理想，对吧？但若这些微孔无法发挥冷却作用，材料将熔毁。因此冷却孔既是防止涡轮故障的关键，也是保障飞行安全的必要措施。值得一提的是，带冷却孔的涡轮叶片不仅应用于航空领域，能源行业同样借助这些微孔保护叶片免受高温侵蚀。

精密分布系统而非“简单钻孔”

显然，这些孔洞通过保护涡轮免受过热损伤承担着重要使命。这也意味着其位置、形状和分布绝不能随意决定。冷却孔对质量保证构成多重挑战：

孔径极其微小

倾斜角度常存在显著差异，且通常以倾斜角度钻制

它们在涡轮叶片上分布极为密集

因不同生产工艺可能形成不规则形状

涡轮叶片本身具有强烈的弯曲度

航空发动机冷却孔的多种形态

冷却孔并非千篇一律。可根据其形状分类如下：

扩散孔

圆孔

锥形孔

长孔

冷却孔需要执行哪些测量任务？  

了解领先制造商如何破解冷却孔检测难题。

根据冷却孔的形状，必须检查其位置、直径、漏斗几何形状或最小圆柱长度。这对测量技术而言是相当大的挑战。事实上，几乎没有系统能完全胜任。纯接触式测量方法不仅因孔径微小或孔径倾斜而失效，涡轮叶片本身的曲率同样构成障碍。

那么如何确保这些冷却孔的质量？

Bruker Alicona提供精准解决方案，可获取冷却孔全部参数。微米级三维光学测量设备µCMM融合两种测量技术，实现所需三维数据采集。其工作原理如下：垂直聚焦探测技术用于测量冷却孔的圆柱部分，而表面（即孔的锥形部分）则由先进聚焦变量技术负责。通过采用超大工作距离的镜头，用户完全不受可达性限制。

咨询：135 2207 9385

复杂冷却孔的智能解决方案

要对冷却孔进行安全、可重复的质量检测，您只需配备Bruker Alicona冷却孔检测套装，包含以下组件：

µCMM（硬件）

MetMaX（软件）

冷却孔测量附加功能（专为冷却孔应用设计的软件功能）

该组合套装不仅实现冷却孔检测，更将此复杂应用自动化。下图展示检测流程：首先对齐冷却孔使其在实时视图中完美居中，随后执行测量，最后分析相关参数。对于这些微小的救生装置而言，这套解决方案显得相当简洁高效。