加速涡轮叶片的生产

LEAP发动机能提供更高的燃油效率和更低的维护成本，这让CFM已经获得了近3000台发动机订单。作为升级的重要环节，该公司计划在2018年将LEAP发动机的产量翻番至1100至1200台，这将让他们到2020年前能实现2000多台LEAP发动机的年产能目标。

为了满足这一需求，法国赛峰飞机发动机公司（Safran Aircraft Engines）采用了多渠道采购战略，并将低压涡轮（LPT）叶片的生产交付给供应链。其中一个供应来源来自法国，另一个来自日本。AeroEdge公司就是赛峰集团在日本的LPT供应商。

AeroEdge公司的总裁兼首席执行官Jun Morinishi表示：“在航空发动机行业，对于日本的中小企业来说，直接从全球原始设备制造商（OEM）获得大批量的生产合同是不寻常的。”

成立于2015年9月的AeroEdge是汽车、液压设备和工程机械公司Kikuchi Gear的子公司。从公司名字我们就可以看出，AeroEdge的目标是扩大其母公司不断发展的航空航天业务。该公司与IHI、三菱（Mitsubishi）、川崎（Kawasaki）和岛津（Shimadzu）等日本知名的航空航天供应商已经建立了合作关系，并计划通过与全球涡轮发动机制造商（如CFM）建立业务合作关系，来巩固其国内市场。

AeroEdge在难加工材料（例如钛铝和铬镍铁合金）的加工方面具有极强的竞争力，这使其成为制造LPT的合适选择。LEAP发动机的每个型号都有着不同的LPT叶片，这让生产变得非常复杂。

为了确保为空客和波音所用的LEAP发动机生产高质量的LPT叶片，AeroEdge在日本东京以北的Ashikaga新建了一个工厂。在2016年12月前，该工厂已经安装好机器并准备进行生产。

为了对LPT叶片进行铣削，AeroEdge需要一台带有高加速/减速主轴的机床，并且能够高效地处理小的工件。该公司选择了三井精机（Mitsui Seiki）的Vertex 55XII 5轴立式加工中心，该机器配备了加强型主轴电机。

LPT叶片

LEAP发动机在其设计中采用了100个低压涡轮（LPT）叶片，它们由钛铝制成，这是一种只有少数公司可以加工的极具挑战性的材料。一开始是3"x3"x10"的钛铝圆柱形铸锭，AeroEdge先用水刀粗切削坯料，然后用三井精机的Vertex 55XII加工中心进行精加工成形，他们使用整体硬质合金精加工刀具将坯件切割成近净六角形横截面的形状。再用磨床将其加工成最终形状的叶片，然后进入检测区。在这里，三坐标测量机（CMM）的接触式测头可以直接将尺寸精度报告给赛峰集团。接下来，拥有执照的操作员会使用荧光渗透检测（FPI）和X射线机器进行无损检测（NDT）以检查缺陷。AeroEdge的FPI线通过了赛峰的认证，因而能更容易地获得批准。

小而强

尽管规模不大——只有72名员工，但是AeroEdge能够直接与一级供应商合作。AeroEdge公司的首席技术官Kazuhiro Mizuta称，赛峰集团的工程师对AeroEdge的访问是一个“极好的机会”，他们一起讨论，这样能“携手合作来解决问题”。

Mizuta在美国工作了两年，首先在康奈尔大学的碳纤维科学实验室学习，然后在杜克大学进行管理方面的研究，这些经验帮助他指引着AeroEdge的战略创新。

“LEAP发动机的要求对AeroEdge的所有工艺提出了巨大的挑战，包括磨削和抛光。”Mizuta解释说。制作LPT首先要检查合金的含量会怎样影响质量。“重要的是要继续查看材料和数据表，因为细节很重要。”他说。

材料还不是工艺的全部关键所在。整个加工过程也需要非常仔细地审视。“机器的设计和材料之间的结合需要全面优化，”Mizuta说，“我们必须找到一套强大的参数来避免出现不可接受的缺陷。”

与合作伙伴的良好互动对于公司至关重要。AeroEdge仍在进行投资，以满足LEAP发动机的需求，并且他们仔细评估了一系列生产工具的优点，以优化其工艺——无论是切削还是检测。

Morinishi说，他们选择三井精机的加工中心作为生产LPT的主要机床，主要是因为该机器能实现很高的精度。

“在这一战略合作中，三井精机根据我们客户的要求，共同开发了最适合我们的机器，”Morinishi说，“其紧凑的尺寸对我们而言也很重要。我们现在有25台这样的机器。”

这种紧凑的机床是叠加立方体设计，带有一个沉重的底座。工厂要提升产能需要增加更多机器，而占地面积总是非常宝贵，所以小的占地面积不用牺牲产能，这是一个很大的优势。

要想最大限度地提高LPT的生产率，冷却液和切屑管理是非常重要的，因此AeroEdge的专家与三井精机的工程师密切合作，将自动化（包括传感器和机器手）融入机器之中。

面向未来

虽然增材制造不适合用来生产LPT，但AeroEdge的工程师仍在研究增材制造的其他应用，例如激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造和粉末金属增材制造，它们在发动机零部件的修理中拥有巨大潜力。

“定制化机器对于机器制造商一直都是一项挑战，需要与我们紧密合作，”Mizuta说，“如果没有适合的机器可用，我们会帮助机器制造商来进行设计。”

Mizuta也在关注其他技术，力图将它们引入AeroEdge。“工业物联网（IIoT）、可视化等技术都在开发中。”他补充道。AeroEdge的目标是建造一座能够将生产效率最大化的智能工厂。“我们将与供应商合作来实现工业物联网，这项技术的应用可以帮助我们优化生产，同时又无需进行太大的投资。”

AeroEdge正在开发的另一个项目是一种借用人工智能（AI）来实现自动化零件检测的软件。

AeroEdge正在全球范围内寻求在汽车、医疗和能源行业以及航空航天其他领域的拓展机会，其LPT叶片制造的专业技术和丰富经验将为他们提供良好的技术基础。这家公司已经在其关键业务上获得了业界的认可，但公司的管理层知道他们不能仅仅满足于迄今为止所取得的这些成就。

Morinishi总结说：“为了在竞争激烈的航空制造行业中生存下去，我们必须采用最新的技术，并在全球范围内继续追求价格和质量上的优势。”

AeroEdge Co. Ltd,

www.aeroedge.co.jp

CFM International,

www.cfmaeroengines.com

Mitsui Seiki USA Inc,

www.mitsuiseiki.com