En un motor de turbina de gas, el conjunto de boquilla está inmediatamente después de la cámara de combustión. Dirige el gas que se mueve rápidamente hacia las palas de la turbina, creando el movimiento rotatorio necesario para generar electricidad. Se trata de una obra compleja, hecha de aleaciones especiales y fabricada con tolerancias estrictas. Somos uno de los pocos fabricantes verticalmente integrados capaces de fundición, mecanizado, ensamblado e inspección de estas piezas.

Los siguientes son los pasos involucrados.

Paso 1: Fundición de inversión
Las superaleaciones basadas en níquel proporcionan la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión necesarias para sobrevivir a la corriente de gas de combustión, pero tienen puntos de fusión más bajos que la temperatura del gas. Para superar esta limitación potencialmente mortal, el conjunto de boquilla incorpora características tales como un canal de enfriamiento y un núcleo hueco.

El único método práctico para fabricar tales piezas es la fundición de inversión. En este proceso, el molde de cera replica la pieza que se va a moldear. El patrón está moldeado por inyección y contiene un núcleo que se retirará después de la fundición para dejar un hueco.

Después de fijar más moldes de cera que formarán los canales de transporte metálicos, el patrón se recubre con una suspensión que se seca para formar una envoltura cerámica dura. La cera se funde entonces junto con las cavidades restantes para formar un molde de pieza. El metal se funde bajo vacío y se vierte en un molde para minimizar la aparición de defectos de colada. Una vez que el metal se solidifica, la carcasa y el núcleo se rompen, dejando atrás la pieza fundida.

Paso 2: mecanizado de precisión
La fundición por inversión es un proceso de forma casi neta que permite mantener tolerancias estrictas y producir superficies lisas. No obstante, se requiere algo de mecanizado para crear puntos de montaje e interfaces con tolerancias estrictas.

El mecanizado CNC de 5 ejes elimina la necesidad de múltiples ajustes, lo que aumenta la precisión. Algunos tipos de fresadoras de cinco ejes pueden ajustar el ángulo de la pieza de trabajo mientras se mecanizan para producir contornos complejos.

Paso 3: Montaje
Los componentes se unen mediante soldadura por haz de electrones (EBW) o soldadura fuerte al vacío. El EBW concentra la energía en un área muy pequeña, lo que reduce la zona afectada por el calor alrededor de las articulaciones. Se lleva a cabo en vacío para evitar la dispersión del haz de luz, lo que también elimina la formación de óxido y la fragilización de la soldadura. El proceso EBW es altamente automatizado, lo que permite una excelente consistencia entre piezas.

En la soldadura fuerte, las piezas metálicas separadas se acoplan con un metal de relleno de punto de fusión inferior. Este relleno se selecciona debido a su capacidad para formar una unión fuerte con el metal de la pieza. Se aplica en forma de pasta a las juntas, con las piezas fijadas con precisión en su lugar. A continuación, el conjunto se mueve a un horno donde el relleno se funde para formar una unión. La soldadura fuerte al vacío evita la necesidad de un fundente antioxidante.

Paso 4: Tratamiento térmico
El tratamiento térmico se utiliza para aumentar la resistencia, la dureza y la tenacidad, así como para reducir la fragilidad y aliviar el estrés. A menudo se utiliza con superaleaciones para resolver la segregación causada por los diferentes puntos de fusión de los elementos en la aleación. Aunque se enumera en la presente memoria como la etapa 4, también se puede realizar un tratamiento térmico antes del procesamiento para mejorar la procesabilidad.

Paso 5: Comprobar
Un estricto control de proceso y un sistema de control de calidad certificado según la norma aeroespacial AS9100 minimiza la ocurrencia de defectos, pero las inspecciones proporcionan una garantía de calidad completa. Esto puede incluir, además de la inspección visual y dimensional, la detección de grietas de defectos superficiales y la obtención de imágenes por rayos X de defectos internos.