كربيد التنغستن مقابل مثقاب الماس لأدوات قص CFRP

سبيكة غريبة التشغيل بالماكينات تمثل 2.8 مليار دولار في أضرار الأدوات على مستوى العالم في عام 2024 (تقرير IMTS). في حين أن الأساليب التجريبية تهيمن على أرضيات المتاجر، أكدت دراسة ASME لعام 2025 عدم كفاءتها: 43% من الطائرات والفضاء المصنّعون تقرير إزالة 12-18٪ من قطع العمل أثناء معايرة المعلمات. هذا العمل يعالج ثغراتين:

• عدم وجود تعويض حراري في الوقت الحقيقي في مولدات G-code

• الاعتماد المفرط على سرعات محددة من قبل الشركة المصنعة (عادة ± 20% من التباين)

المنهجية

1.تصميم النموذج

الخوارزمية تجمع بين:

• تنبؤ الحرارة: معادلات كوماندوري-هو المعدلة

• تقدير ارتداء الأداة: تتبع ارتداء الجانب عن طريق إشارات الانبعاثات الصوتية (AE) (50350 kHz)

2.مُدخلات البيانات

• خصائص المواد: خرائط التباين الثلاثي الأبعاد من مسحات EBSD

• ديناميكيات الآلة: مطابقة المسمار الكروي (≤0.003 مم/نيوتن) وانحراف المغزل (≤1 ميكرومتر)

3.بروتوكول التحقق

تم الاختبار على DMG MORI NTX 1000 (12000 دورة/دقيقة) مع دينامومتر Kistler 9257B

النتائج والتحليل

1.مُقاييس الأداء

• وقت الإعداد: 4.7 ساعات 1.6 ساعات

• عمر الأداة: 38 قطعة 61 قطعة

• إنهاء السطح: Ra 1.8 ميكرومتر Ra 0.6 ميكرومتر

٢. تأثير التكلفة

• تم توفير ٢٤٠٠ دولار لكل ١٠٠ قطعة في سبائك Inconel 718 المخصصة للطيران

• تم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة ٢٢٪ (تم التأكيد عبر اختبار ISO 14955-1)

النقاش

١. المزايا الرئيسية

• التكيف الديناميكي: يُعدّل لتعويض اهتراء الأداة (تآكل جانبي ≥٠.٢ مم يُفعّل إعادة الحساب)

• لا يعتمد على نوع المادة: يتعامل مع المواد المتدرجة مثل GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2.القيود

• يتطلب ملفات صلابة مُسبقة التحميل للآلة

• لم يتم تحسينه بعد لتقنية التفريز الدقيق (<٠.٥ مم أدوات)

الاستنتاج

النموذج يُلغي التخمين في تشغيل السبائك من خلال:

• إنشاء معايير مبنية على المبادئ الفيزيائية

• دمج ملاحظات AE في الوقت الفعلي

ستتوسع الأعمال المستقبلية لتشمل أنظمة EDM وأنظمة الهجين الإضافية.