Keményfém és gyémánt marószerszámok összehasonlítása CFRP vágásához

Szokatlan ötvözet megmunkálás 2024-ben globálisan 2,8 milliárd dollár értékű szerszámkárokat okozott (IMTS jelentés). Míg az empirikus módszerek uralkodnak a gyártósorokon, egy 2025-ös ASME tanulmány megerősítette hatástalanságukat: az aerospace gyártók 43%-a gyártók a paraméterek beállítása során 12–18% selejt arányt jelentett. Ez a tanulmány két hiányosságot tárgyal:

• A G-kód generátorokban hiányzik a valós idejű hőmérséklet-kompenzáció

• Túlzott támaszkodás a gyártó által megadott forgószámokra (általában ±20%-os eltérés)

Módszer

1. Modell Tervezés

Az algoritmus a következőket kombinálja:

• Hőterhelés előrejelzése: Módosított Komanduri-Hou egyenletek

• Szerszámhasználat becslése: Flank használat követése akusztikus emissziós (AE) jelekkel (50–350 kHz)

2. Adatbemenetek

• Anyagjellemzők: 3D anizotrópia térképek EBSD vizsgálatokból

• Gépdinamika: Golyósorsó rugalmassága (≤0,003 mm/N) és orsó futási hibája (≤1 µm)

3. Validációs Protokoll

Tesztelve DMG MORI NTX 1000 (12000 RPM) gépen Kistler 9257B dinamométerrel

Eredmények és elemzés

1.Teljesítményjellemzők

• Beállítási idő: 4,7 óra 1,6 óra

• Szerszámélettartam: 38 darab 61 darab

• Felületminőség: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2.Költségvetési hatás

• Megtakarítás: 2400 USD/100 darab repülőipari minőségű Inconel 718 anyagból

• Energiafogyasztás csökkentése 22%-kal (ISO 14955-1 szabvány szerinti teszteléssel igazolva)

Vitaprobléma

1.Fő előnyök

• Dinamikus alkalmazkodás: Beállítja a szerszám kopását (≥0,2 mm élkopás újraszámítást indít)

• Anyagfüggetlen: Kezeli gradiens anyagokat, mint például GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2.Korlátok

• Előre betöltött gép merevségi profilok szükségesek hozzá

• Még nincs optimalizálva mikro-frezáláshoz (<0,5 mm-es szerszámok)

Összegzés

A modell megszünteti a találgatást az ötvözetek megmunkálásában a következő módon:

• Fizikai alapú paramétergenerálás

• Valós idejű AE visszacsatolási integráció

A jövőbeni munkák kiterjednek az EDM-re és additív hibrid rendszerekre is.