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更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)

文/Stan 图/顾宗涛
最近这几年,国内渐渐开始流行所谓的美国涡轮改装,而这些输出相当暴力的涡轮通常都标榜採用锻造CNC进气叶片,所以能够发挥出较一般涡轮还要高的效能,不过为什幺採用锻造CNC叶片就能发挥更高的动力呢?这个问题相信大家一定都很想知道,这次编辑部特别走访国内唯一有能力製造锻造CNC叶片的涡轮工厂台湾帝马乐,以及改装厂F1 Motorsports,让大家了解锻造CNC涡轮叶片的厉害!

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)一般俗称的锻造涡轮,指的就是採用7075锻造铝合金所製成的进气侧叶片,最大的好处除了强度大、叶片较薄,靠近轴心处可以做的更薄更长,因此在同样转速下能够产生更高的风量,进而产生更大的动力输出。
CNC叶片加工
技术门槛颇高
大家都听说过採用铝合金CNC加工的涡轮叶片效率比较好,但事实上市面上所见到的涡轮几乎都採用一般铸造的叶片,其实最主要的问题在于成本与技术方面的考量,採用铸造方式所生产的叶片不仅成本低、製造速度快,还能够进行大量的生产,但是採用这种叶片所製造的涡轮往往都是符合一般量产需求,效能只能说是一般,但也足够一般场合状态下使用。

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)製造锻造CNC叶片必须使用要价近千万的五轴CNC机具,而国内这种机具数量不多,且大多用来製造航太或军事用品,因此台湾帝马乐是国内少数使用五轴CNC来製造涡轮叶片的工厂之一。
而所谓的锻造CNC叶片,顾名思义就是採用比一般铸造铝合金强度更高的锻造铝材,然后再以CNC的方式将铝材切削成涡轮进气侧叶片,然而这种製造方式不仅成本相当高,在技术层面上来说更是有一定的难度,因为涡轮叶片的角度相当複杂,一般三轴、四轴的CNC机器是无法切削出来,必须用上更昂贵的五轴CNC才能够製造出形状複杂的叶片。
在过去,要价近千万的五轴CNC机具不但相当昂贵,且因为是製造航太零件、军事武器的必备的机具而受到政府管制,必须拥有相关产业背景才可以引进五轴CNC,所以有能力、条件购买这种机器的厂商在台湾其实并不多,就算拥有这种机器的厂商也不会是专门製造汽车零配件的厂商,所以在过去国内几乎不会在涡轮叶片上多加着墨。

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1) 
锻造CNC叶片风
帝马乐功不可没
而最近这二、三年开始,除了高档的进口涡轮外,笔者发现国内出现许多搭载着锻造CNC叶片的涡轮,让人相当好奇台湾到底哪间厂商有能力能够製作出这些涡轮叶片,透过层层关係后终于找到这个源头,那就是位于南投南岗工业区的Sumalaya台湾帝马乐,而当时笔者曾提出进行採访的要求,不过那个时候帝马乐正受委託製造一些机密的军事用品而无法成行,直到最近厂内接受委託生产的机密航太零件已陆续交货后,才终于可以让本刊来进行採访的工作。

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)以往撰写五轴CNC程式可说是相当複杂,而现在则开发出特殊的软体,只要将设计图面载入即可转换成CNC程式,不过这套软体要价相当高昂,因此製作一个小小的叶片成本相对也就会不便宜。
成立十多年的Sumalaya台湾帝马乐,是一间以高科技航太零件为主的製造厂,由于总经理杨先生家族中拥有製造汽车相关零件的背景,加上本身对于这部分相当有兴趣,因此也会接一些国外複杂的汽、机车零件的订单,所生产的零件品质优异受到国外客户的好评,一直到2008年时,美国相当知名的涡轮品牌找上了帝马乐,委託其代工製造锻造CNC进气叶片、排气叶片与中座,因此斥资成立了涡轮增压器部门,专门从事涡轮方面的製造与加工,之后更陆续接到美国、欧洲、澳洲、日本等许多知名改装品牌的涡轮订单,在国外许多厂商的认知中,只要是台湾Sumalaya所製造的产品,绝对就是品质的保证。

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)精密的机械製造业讲求的是精準度,一般CNC的刀具大多是用锁的方式来安装,在进行切削工作时的误差较大,而台湾帝马乐则是大手笔购置特殊的刀头与刀具,利用瞬间高温加热的方式来安装刀具,让二者紧密的接合,因此加工时的误差会更小。
而就在接获国外大批涡轮订单之后,台湾帝马乐也开始接受一些国内少量的锻造CNC涡轮叶片改造工作,加上国外许多标榜採用锻造CNC叶片的涡轮大行其道,因此台湾渐渐流行起所谓的「锻造涡轮」,有鉴于此,目前台湾帝马乐与北部F1 Motorsports、中部的天晟车业、南部的TTP等知名改装厂合作,推出Sumalaya Turbo Engineering这个自主品牌,并由F1 Motorsports掌门人Kaki担任技术总担当,藉此将国内涡轮改装技术更进一步向上提升。

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)锻造CNC叶片从右边的铝材到成为左侧的成品,加工时间至少需要二小时以上,也难怪要价相当高昂。
一进入台湾帝马乐厂房完全不像是传统概念中的「工厂」,反而有点类似高科技的电子产业,许多CNC及其他加工、测试机具分门别类的放置在乾净明亮的厂房中,而且拥有凉爽的空调设备。虽然杨总经理一直说自己只是个做工的「黑手」,但从访当中他所解释的专业技术来看,这位「黑手」的专业知识已经称得上是教授的等级了,而这间工厂若说是高科技产业一点也不为过。

更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)一般来说排气侧叶片是不太需要整个使用CNC来製作,不过国外某些客户还是会提供特殊的合金,委请台湾帝马乐代为加工製造。
更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)涡轮排气侧铁壳、进气侧铝壳都有其他专门的铸造厂接单製造,不过在材质上有很大的差异,用料愈好的零件当然也就愈贵,而台湾帝马乐所使用的外壳都是较好的材质,光是一个铁壳成本就高达四、五千元,可想而知某些近万元左右的低价涡轮是使用什幺材质製成…
更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1)除了高档的五轴CNC外,工厂内还是有许多传统的三轴CNC机具,用来製造一些相对较简单的製品。
更轻、更强、更快!锻造CNC涡轮叶片大剖析(1) 
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