Karbido ir deimantinių galinių frezų palyginimas CFRP apdirbimui

Egzotinis lydinys apdirbimas 2024 metais visame pasaulyje sukėlė 2,8 mlrd. JAV dolerių įrankių pažeidimų (IMTS ataskaita). Nors empirinės metodikos vis dar daugeliu atvejų naudojamos gamybos patalpose, 2025 m. ASME tyrimas patvirtino jų neefektyvumą: 43 proc. aviacijos gamintojai nurodo, kad 12–18 proc. darbinių detalių yra šalinama kalibravimo metu. Šis darbas sprendžia dvi spragas:

• Realaus laiko terminio kompensavimo stoka G-kodo generatoriuose

• Per didelis pasikliovimas gamintojo nurodytais apsukimais (paprastai ±20 proc. nuokrypis)

Metodologija

1.Modelio dizainas

Algoritmas apjungia:

• Terminio krūvio prognozavimas: Modifikuotos Komanduri-Hou lygtys

• Įrankio nubrozdinimo įvertinimas: Šoninio nubrozdinimo sekimas per garso emisijos (AE) signalus (50–350 kHz)

2.Pradiniai duomenys

• Medžiagos savybės: 3D anizotropijos žemėlapiai iš EBSD skenavimo

• Staklių dinamika: Grindų sraigtų lankstumas (≤0,003 mm/N) ir pagrindinio veleno išcentrinė jėga (≤1 µm)

3.Vertinimo metodika

Išbandyta DMG MORI NTX 1000 (12K RPM) su Kistler 9257B dinamometru

Rezultatai ir analizė

1.Efektyvumo rodikliai

• Paruošimo laikas: 4,7 val. 1,6 val.

• Įrankio tarnavimo laikas: 38 detalės 61 detalė

• Paviršiaus apdorojimas: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2.Kainos poveikis

• Taupoma 2 400 JAV dolerių kas 100 detalių aviacinėje Inconel 718 lydinys

• Sumažinta energijos sąnaudų 22 % (patvirtinta pagal ISO 14955-1 testavimo standartą)

Diskusija

1.Pagrindiniai privalumai

• Dinaminis prisitaikymas: prisitaiko prie nublukusių įrankių (≥0,2 mm šoninio nubrozdinimo sukelia perskaičiavimus)

• Medžiagos neutralumas: tvarko gradientines medžiagas, tokias kaip GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2. Apribojimai

• Reikalingos iš anksto įkeltos mašinos standumo profilių

• Dar neoptimalizuota mikrofrezeravimui (<0,5 mm įrankiai)

Išvada

Modelis pašalina spėjimus lydinių apdirbimo procese per:

• Fiziniais principais pagrįstą parametrų generavimą

• Realaus laiko AE atsiliepimo integravimą

Vėlesni darbai bus išplėsti EDM ir adityvinių hibridinių sistemų kryptimi.