Frese in carburo vs frese in diamante per la rifinitura di CFRP

Lega speciale lavorazione meccanica ha causato danni agli utensili per un totale di 2,8 miliardi di dollari a livello globale nel 2024 (Rapporto IMTS). Sebbene i metodi empirici siano predominanti nelle officine, uno studio ASME del 2025 ne ha confermata l'inefficienza: il 43% dei produttori aerospaziali produttori riporta lo scarto del 12–18% dei pezzi durante la calibrazione dei parametri. Questo lavoro affronta due problemi:

• Mancanza di compensazione termica in tempo reale nei generatori di G-code

• Eccessiva dipendenza dai regimi di taglio indicati dai produttori (tipicamente con una variazione del ±20%)

Metodologia

1. Progettazione del modello

L'algoritmo combina:

• Previsione del carico termico: equazioni di Komanduri-Hou modificate

• Stima dell'usura dell'utensile: monitoraggio dell'usura laterale tramite segnali di emissione acustica (AE) (50–350 kHz)

2. Input dei dati

• Proprietà del materiale: mappe di anisotropia 3D da scansioni EBSD

• Dinamica della macchina: cedevolezza del vite a ricircolo di sfere (≤0,003 mm/N) e oscillazione del mandrino (≤1 µm)

3. Protocollo di validazione

Test effettuato su DMG MORI NTX 1000 (12K RPM) con dinamometro Kistler 9257B

Risultati e analisi

1.Parametri tecnici

• Tempo di preparazione: 4,7 ore 1,6 ore

• Durata dell'utensile: 38 pezzi 61 pezzi

• Finitura superficiale: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2.Impatto sui costi

• Risparmio di $2.400 ogni 100 pezzi in Inconel 718 di qualità aerospaziale

• Riduzione del consumo energetico del 22% (confermato tramite test ISO 14955-1)

Dibattito

1.Principali vantaggi

• Adattamento dinamico: Si aggiusta in base all'usura dell'utensile (usura ≥0,2 mm attiva il ricalcolo)

• Indipendente dal materiale: Gestisce materiali complessi come GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2. Limitazioni

• Richiede profili di rigidezza della macchina pre-caricati

• Non ancora ottimizzato per micro-fresatura (utensili <0,5 mm)

Conclusione

Il modello elimina le incertezze nella lavorazione delle leghe grazie a:

• Generazione dei parametri basata sulla fisica

• Integrazione della retroazione AE in tempo reale

I lavori futuri si estenderanno a EDM e sistemi ibridi additivi.