טִיטָן'מוליכות תרמית ירודה ותגובתיות כימית גבוהה הופכות אותו נוטה לפגמים על פני השטח במהלךעיבוד שבבי CNC. בעוד שגיאומטריית הכלים ופרמטרי החיתוך נחקרים היטב, אופטימיזציית נוזל קירור נותרה אינה מנוצלת מספיק בפועל בתעשייה. מחקר זה (שנערך בשנת 2025) מטפל בפער זה על ידי כימות האופן שבו אספקת נוזל קירור ממוקדת משפרת את איכות הגימור מבלי לפגוע בתפוקה.
מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה
1. תכנון ניסיוני
●חוֹמֶר:מוטות Ti-6Al-4V (קוטר 50 מ"מ)
●צִיוּד:CNC 5 צירים עם נוזל קירור דרך הכלי (טווח לחצים: 20-100 בר)
●מדדים שנבדקו:
חספוס פני השטח (Ra) באמצעות פרופילומטר מגע
שחיקה של צידי הכלי באמצעות הדמיית מיקרוסקופ USB
טמפרטורת אזור חיתוך (מצלמה תרמית FLIR)
2. בקרות חזרתיות
●שלוש חזרות בדיקה לכל סט פרמטרים
● החלפת מוספים לכלי לאחר כל ניסוי
● טמפרטורת הסביבה התייצבה על 22°C ±1°C
תוצאות וניתוח
1. לחץ נוזל קירור לעומת גימור פני השטח
●לחץ (בר):20 50 80
●ממוצע Ra (מיקרומטר) :3.2 2.1 1.4
●בלאי כלים (מ"מ):0.28 0.19 0.12
נוזל קירור בלחץ גבוה (80 בר) הפחית את Ra ב-56% לעומת הבסיס (20 בר).
2. אפקטים של מיקום זרבובית
זרבובית בזווית (15° לכיוון קצה הכלי) עלתה על ביצועיה על הגדרות רדיאליות ב:
● הפחתת צבירת חום ב-27% (נתונים תרמיים)
● הארכת חיי הכלי ב-30% (מדידות שחיקה)
דִיוּן
1. מנגנונים מרכזיים
●פינוי שבבים:נוזל קירור בלחץ גבוה שובר שבבים ארוכים ומונע חיתוך חוזר.
●בקרה תרמית:קירור מקומי ממזער עיוות של חומר העבודה.
2. מגבלות מעשיות
● דורש הגדרות CNC משופרות (קיבולת משאבה מינימלית של 50 בר)
● לא חסכוני לייצור בנפחים נמוכים
מַסְקָנָה
אופטימיזציה של לחץ נוזל הקירור ויישור הפיה משפרת משמעותית את גימור פני השטח של הטיטניום. על היצרנים לתעדף:
● שדרוג למערכות נוזל קירור בנפח ≥80 בר
● ביצוע ניסויי מיקום זרבובית עבור כלי עבודה ספציפיים
מחקר נוסף צריך לבחון קירור היברידי (למשל, קריוגני + MQL) עבור סגסוגות קשות לעיבוד שבבי.
זמן פרסום: 1 באוגוסט 2025
