CFRP Kesme İçin Karbür ve Elmas Frezeler Karşılaştırması

Egzotik alaşım makineleme 2024 yılında dünya çapında 2,8 milyar dolarlık kesici hasarına neden oldu (IMTS Raporu). Ampirik yöntemler atölyelerde hâlâ yaygın olarak kullanılmaktadır; ancak 2025 ASME çalışması, bunların verimsizliğini doğrulamıştır: havacılık ve uzay üreticiler üreticilerinin %43'ü parametre kalibrasyonu sırasında iş parçalarının %12–18'ini hurdaya ayırıyor. Bu çalışma iki eksikliği ele almaktadır:

• G-kod üreticilerinde gerçek zamanlı termal kompanzasyon eksikliği

• Üretici tarafından belirlenen hızlara olan aşırı bağımlılık (genellikle ±%20 varyasyon)

Yöntem

1.Model Tasarımı

Algoritma birleştirir:

• Isıl Yük Tahmini: Değiştirilmiş Komanduri-Hou denklemleri

• Takım Aşınımı Tahmini: Akustik emisyon (AE) sinyalleri (50–350 kHz) aracılığıyla yan yüzey aşınımı izleme

2.Verilerin Girdileri

• Malzeme özellikleri: EBSD taramalarından elde edilen 3D anizotropi haritaları

• Makine dinamikleri: Topuz vidalarının esneme direnci (≤0,003 mm/N) ve iş mili kaçıklığı (≤1µm)

3.Doğrulama Protokolü

DMG MORI NTX 1000 (12K RPM) ile Kistler 9257B dinamometre üzerinde test edildi

Sonuçlar ve Analiz

1.Performans Metrikleri

• Kurulum süresi: 4,7 saat 1,6 saat

• Takım ömrü: 38 parça 61 parça

• Yüzey kalitesi: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2.Maliyet Etkisi

• Havacılık sınıfı Inconel 718'de 100 parça başına 2.400 ABD Doları tasarruf sağlandı

• Enerji tüketiminde %22 azalma (ISO 14955-1 testi ile doğrulandı)

Tartışma

1.Öne Çıkan Avantajlar

• Dinamik Uyum: Takım körelmesine göre ayar yapar (≥0,2 mm yan aşınma yeniden hesaplamayı tetikler)

• Malzeme Bağımsızlığı: GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb) gibi gradyan malzemeleri işleyebilir

2.Sınırlamalar

• Önceden yüklenmiş makine rijitlik profilleri gerektirir

• Mikro frezeleme için henüz optimize edilmemiştir (<0,5 mm uçlar)

Sonuç

Model, alaşım işleme konusundaki belirsizlikleri şu şekilde ortadan kaldırır:

• Fiziksel prensiplere dayalı parametre üretimi

• Gerçek zamanlı AE geri bildirimi entegrasyonu

Yakın gelecekte yapılacak çalışmalar, EDM ve eklemeli üretim hibrit sistemlerini de kapsayacaktır.