Карбидни срещу диамантни фрези за обработка на краищата на CFRP

Екзотични сплави обработка обработката на екзотични сплави доведе до щети върху инструментите на стойност 2,8 милиарда долара по целия свят през 2024 г. (доклад IMTS). Въпреки че емпиричните методи доминират в производствените цехове, проучване на ASME от 2025 г. потвърди тяхната неефективност: 43% от авиационните производители производители съобщават за скъсване на 12–18% от заготовките по време на калибрация на параметрите. В тази работа се засягат два проблема:

• Липса на термична компенсация в реално време в генераторите на G-код

• Твърде голяма зависимост от скоростите, зададени от производителя (обикновено с отклонение ±20%)

Методология

1.Моделен дизайн

Алгоритъмът комбинира:

• Предвиждане на топлинното натоварване: Модифицирани уравнения на Komanduri-Hou

• Оценка на износването на инструмента: Проследяване на страничното износване чрез акустични емисионни (AE) сигнали (50–350 kHz)

2.Входни данни

• Свойства на материала: 3D анизотропни карти от EBSD скенер

• Динамика на машината: Комплаянс на топковия винт (≤0.003 mm/N) и радиално биене на шпиндела (≤1µm)

3.Протокол за валидиране

Тествано на DMG MORI NTX 1000 (12K RPM) с динамометър Kistler 9257B

Резултати и анализ

1.Метрики за производителност

• Време за настройка: 4,7 ч 1,6 ч

• Време на издръжливост на инструмента: 38 части 61 части

• Повърхностна обработка: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2.Влияние върху разходите

• Спечелени $2 400 на всеки 100 части от инконел 718 от авиационен клас

• Намалено енергопотребление с 22% (потвърдено чрез изпитване по ISO 14955-1)

Обсъждане

1.Основни предимства

• Динамично адаптиране: Регулира при износване на инструмента (≥0,2 mm странично износване активира пресмятане)

• Независимо от материала: Обработва градиентни материали като GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2.Ограничения

• Изисква предварително заредени профили на стифността на машината

• Все още не е оптимизиран за микромиловане (<0.5 мм инструменти)

Заключение

Моделът елиминира пробите и грешките при обработката на сплави чрез:

• Генериране на параметри, базирани на физични принципи

• Интегриране на обратна връзка в реално време

Бъдещата работа ще се разшири до EDM и адитивни хибридни системи.