Dao phay hợp kim cứng so với dao phay kim cương trong việc cắt tỉa CFRP

Hợp kim đặc biệt gia công chiếm 2,8 tỷ USD thiệt hại dụng cụ toàn cầu vào năm 2024 (Báo cáo IMTS). Mặc dù các phương pháp thực nghiệm thống trị các nhà máy sản xuất, một nghiên cứu ASME năm 2025 khẳng định sự thiếu hiệu quả của chúng: 43% các công ty hàng không vũ trụ nhà sản xuất báo cáo loại bỏ 12–18% phôi trong quá trình hiệu chỉnh thông số. Công trình này tập trung giải quyết hai điểm hạn chế sau:

• Thiếu bù nhiệt độ thời gian thực trong các phần mềm tạo mã G

• Quá phụ thuộc vào tốc độ do nhà sản xuất quy định (thường có sai lệch ±20%)

Phương pháp

1. Thiết kế mô hình

Thuật toán kết hợp các yếu tố sau:

• Dự đoán tải nhiệt: Phương trình Komanduri-Hou được điều chỉnh

• Ước tính mài mòn dao: Đo lường độ mài mòn mặt bên thông qua tín hiệu phát âm (AE) (50–350 kHz)

2.Dữ liệu đầu vào

• Tính chất vật liệu: Bản đồ dị hướng 3D từ quét EBSD

• Động lực học máy: Độ giãn nở của trục vít bi (≤0,003 mm/N) và độ đảo trục chính (≤1µm)

3.Quy trình xác thực

Thử nghiệm trên máy DMG MORI NTX 1000 (12K RPM) với thiết bị đo lực Kistler 9257B

Kết quả và Phân tích

1.Chỉ số hiệu suất

• Thời gian chuẩn bị: 4,7 giờ 1,6 giờ

• Tuổi thọ dụng cụ: 38 chi tiết 61 chi tiết

• Độ hoàn thiện bề mặt: Ra 1,8 µm Ra 0,6 µm

2. Tác động về chi phí

• Tiết kiệm 2.400 USD cho mỗi 100 bộ phận bằng hợp kim Inconel 718 dùng trong hàng không vũ trụ

• Giảm tiêu thụ năng lượng 22% (được xác nhận thông qua thử nghiệm ISO 14955-1)

Thảo luận

1. Ưu điểm chính

• Thích ứng linh hoạt: Tự động điều chỉnh khi dao mòn (mòn mặt sau ≥0,2mm sẽ kích hoạt tính toán lại)

• Không kén vật liệu: Xử lý được vật liệu dạng gradient như GRCop-84 (Cu-8Cr-4Nb)

2. Hạn chế

• Yêu cầu phải nạp trước các hồ sơ độ cứng máy

• Chưa tối ưu cho phay vi mô (dụng cụ <0,5mm)

Kết Luận

Mô hình loại bỏ các yếu tố phỏng đoán trong gia công hợp kim thông qua:

• Tạo tham số dựa trên vật lý

• Tích hợp phản hồi AE thời gian thực

Công việc trong tương lai sẽ mở rộng sang EDM và các hệ thống lai cộng thêm.