Tvrda metala vs. dijamantni glodaljci za obradbu CFRP-a

Egzotična legura obrada ukupno je izazvala štetu od 2,8 milijardi dolara na alatom u svijetu 2024. godine (Izvješće IMTS-a). Iako empirijske metode dominiraju proizvodnim linijama, studija ASME-a iz 2025. potvrdila je njihovu neučinkovitost: 43% zrakoplovnih proizvođači tvrtki priopćuje da odbacuju 12–18% komada tijekom kalibracije parametara. Ovaj rad pokriva dvije rupe:

• Nedostatak kompenzacije topline u stvarnom vremenu u generatorima G-koda

• Prevelika oslonjenost na brzine navedene od strane proizvođača (obično ±20% varijacija)

Metodologija

1. Dizajn modela

Algoritam uključuje:

• Predviđanje toplinskog opterećenja: Modificirane jednadžbe Komanduri-Houa

• Procjenu trošenja alata: praćenje trošenja po stranama pomoću akustičnih emisijskih (AE) signala (50–350 kHz)

2.Unos podataka

• Svojstva materijala: 3D anizotropne karte iz EBSD skeniranja

• Dinamika stroja: elastičnost kugličnog vijka (≤0,003 mm/N) i radijalno bacanje glavnog vretena (≤1 µm)

3.Protokol validacije

Testirano na DMG MORI NTX 1000 (12K RPM) s Kistler 9257B dinamometrom

Rezultati i analiza

1.Metrički pokazatelji

• Vrijeme postavljanja: 4,7 sata 1,6 sati

• Trajnost alata: 38 komada 61 komada

• Kvaliteta površine: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2.Utjecaj na troškove

• Uštedjelo 2400 USD po 100 dijelova u Inconelu 718 kvalitete za zrakoplovstvo

• Smanjena potrošnja energije za 22% (potvrđeno preko ISO 14955-1 testiranja)

Rasprava

1.Ključne prednosti

• Dinamička prilagodba: Prilagođava se trošenju alata (≥0,2 mm trošenja po stranici pokreće ponovno izračunavanje)

• Neovisnost o materijalu: Može se nositi s gradijentnim materijalima poput GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2.Ograničenja

• Zahtijeva unaprijed učitane profile krutosti stroja

• Još nije optimizirano za mikro frezanje (<0,5 mm alati)

Zaključak

Model uklanja nepoznanice u obradi slitina kroz:

• Generiranje parametara vođenih fizikalnim principima

• Integracija povratnih informacija u stvarnom vremenu o AE

Budući rad će se proširiti na EDM i aditivne hibridne sustave.