تحقیق تجربی در امکان ماشینکاری خشک و برودتی به عنوان استراتژی های پایدار هنگام تراشکاری Ti6A14V تولیدشده با ساخت افزودنی

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تحقیق تجربی در امکان ماشینکاری خشک و برودتی به عنوان استراتژی های پایدار هنگام تراشکاری Ti6A14V تولیدشده با ساخت افزودنی

عنوان لاتین

Experimental investigation on the feasibility of dry and cryogenic machining as sustainable strategies when turning Ti6Al4V produced by Additive Manufacturing

عملکردهای سیالات برشی اخیرا برای سوق دادن عملیات ماشینکاری به سمت اهداف پایدارتر و تمیزتر صورت گرفته است. تلاش های متعددی برای تست کردن فرماسیون های خنک کار و اجرای استراتژی های خنک کاری جایگزین به سیلان استاندارد صورت گرفته است. به نظر می رسد که خنک کاری برودتی یک راه حل موثر برای افزایش پایداری فرایند هنگام ماشینکاری فلزات دارای برشکاری سخت مانند نیکل، کبالت و آلیاژهای تیتانیوم باشد. در میان مزیت های متعدد آن، هیچ ماده آلاینده روی تراشه و قطعه کار باقی نمی ماند، بنابراین هزینه های دفع تراشه ها را کاهش داده و بیماری های تنفسی و پوستی را برای اپراتورهای ابزاری ماشین محدود می سازد. همچنین، در مورد تولید اندام های مصنوعی عل جراحی، میتواند به کاهش مراحل تمیزکاری قبل از استریلیزه کردن نهایی کمک کند. کار جاری امکان پذیری استفاده از خنک کاری برودتی و برشی خشک را در تراشکاری با نیمه پرداخت آلیاژ تیتانیوم Ti6A14V تولید شده توسط تکنولوژی ساخت افزودنی مشهور به عنوان ذوب پرتو الکترونی در مقایسه با خنک کاری سیلاب استاندارد بررسی می کند. برای این منظور، تاثیرات سرعت برشی و نرخ تغذیه روی سایش ابزار، یکپارچگی سطح و شکل شناسی تراشه به عنوان تابعی از استراتژی خنک کاری اعمالی بررسی می گردد. یافته های تجربی نشان میدهد که خنک کاری برودتی از عملکردهای بهتر نسبت به ماشینکاری مرطوب و خشک با کاهش سایش ابزار، بهبود پرداخت سطحی و شکنندگی تراشه اطمینان حاصل کرده در حالیکه برش خشک عیوب سطحی بیشتر و سایش ابزار شدیدتر را تحریک می کند. بنابراین، از یک دیدگاه زیست محیطی، ماشینکاری برودتی میتواند نشان دهنده یک فرایند پایدار برای ساخت اندام های مصنوعی جراحی ساخته شده از آلیاژهای تیتانیوم AM باشد.

The performances of the cutting fluids have recently been under investigation to drive machining operations towards cleaner and more sustainable targets. Several efforts are being made to test new formulations of coolants and to implement cooling strategies alternative to standard flooding. Cryogenic cooling seems to be an efficient solution to enhance the process sustainability when machining difficultto- cut metals, such as nickel, cobalt and titanium alloys. Among its several advantages, no contaminants are left on the chips and workpieces, hence reducing the chips disposal costs and limiting skin and breath diseases for the machine tool operators. Furthermore, in case of production of surgical prostheses, it can help reducing the cleaning steps before the final sterilization. The present work investigates the feasibility of using dry cutting and cryogenic cooling in semi-finishing turning of the Ti6Al4V titanium alloy produced by the Additive Manufacturing technology known as Electron Beam Melting when compared to standard flood cooling. For this purpose, the effects of the cutting speed and feed rate on the tool wear, surface integrity, and chip morphology were investigated as a function of the applied cooling strategy. The experimental findings show that the cryogenic cooling assures better performances than dry and wet machining by reducing the tool wear, improving the surface finish and the chip breakability, whereas dry cutting provokes more surface defects and severe tool wear. Therefore, from an environmental point of view, cryogenic machining can represent a sustainable process for manufacturing surgical prostheses made of AM titanium alloys.