Karbidové alebo diamantové frézy na orezanie CFRP

Exotická zliatina obdelníkovanie si vyžiadala 2,8 miliardy dolárov na úškody nástrojov na celosvetovej úrovni v roku 2024 (správa IMTS). Zatiaľ čo empirické metódy dominujú v prevádzkach, štúdia ASME z roku 2025 potvrdila ich neefektívnosť: 43 % výrobcov v leteckom priemysle výrobcami uvádza, že počas kalibrácie parametrov odhadzuje 12–18 % polotovarov. Táto práca rieši dve medzery:

• Nedostatok kompenzácie tepla v reálnom čase v generátoroch G-kódu

• Príliš veľká závislosť na rýchlostiach špecifikovaných výrobcom (zvyčajne ±20 % odchýlka)

Metodológia

1. Návrh modelu

Algoritmus kombinuje:

• Predpoveď tepelného zaťaženia: Upravené rovnice Komanduri-Hou

• Odhad opotrebenia nástroja: Sledovanie opotrebenia bokov pomocou akustických emisných (AE) signálov (50–350 kHz)

2. Vstupné údaje

• Vlastnosti materiálu: 3D anizotropné mapy z EBSD skenovania

• Dynamika stroja: Pružnosť guľkového skrutkového mechanizmu (≤0,003 mm/N) a hádzanie vretena (≤1 µm)

3. Overovací protokol

Testované na DMG MORI NTX 1000 (12 000 ot/min) s dynamometrom Kistler 9257B

Výsledky a analýza

1. Výkonové ukazovatele

• Čas nastavenia: 4,7 hod. 1,6 hod.

• Trvanlivosť nástroja: 38 dielov 61 dielov

• Kvalita povrchu: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2. Nákladový dopad

• Ušetrilo sa 2 400 USD na 100 dieloch z titulku Inconel 718 triedy pre letecký priemysel

• Spotreba energie sa znížila o 22 % (potvrdené testovaním podľa ISO 14955-1)

Diskusia

1. Kľúčové výhody

• Dynamická adaptácia: Prispôsobuje sa opotrebeniu nástroja (≥ 0,2 mm bokového opotrebenia spustí prepočet)

• Univerzálnosť materiálu: Spracováva gradientné materiály, ako je GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2.Obmedzenia

• Vyžaduje predložené profily tuhosti stroja

• Nie je ešte optimalizovaný pre mikrofrézovanie (<0,5 mm nástroje)

Záver

Model odstráňa odhadovanie pri obrábaní zliatin prostredníctvom:

• Fyzikálne riadená generácia parametrov

• Integrácia spätnovej väzby AE v reálnom čase

Budúca práca sa rozšíri na EDM a hybridné systémy aditívnej výroby.