بهینه سازی پارامترهای فرآیند فرزکاری مواد کامپوزیتی کربن/ اپوکسی با هدف کاهش زبری سطح

امروزه کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف کربن در مقایسه با فلزات، با توجه به برخورداری از نسبت استحکام به وزن بالا، کاربرد گسترده ای در حوزه های مختلف پیدا نموده است. ماشین کاری این مواد با توجه به ساختار غیر همگن آنها از پیچیدگی خاصی برخوردار است. با توجه به ضریب انبساط حرارتی متفاوت بین الیاف و رزین در کامپوزیت های پلیمری، فرزکاری این مواد یک عملیات پیچیده برای ایجاد قطعات نهایی می باشد. تحلیل و پیش بینی دقیق شرایط بهینه ماشین کاری با حداکثر راندمان، از اهداف این فرآیند محسوب می گردد. با گسترش تکنولوژی ماشین کاری CNC، کاهش زمان ماشین کاری از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از راه حل های کاهش زمان، تکنولوژی ماشین کاری با سرعت بالا می باشد. صفحه کامپوزیتی از جنس کربن/ اپوکسی به ضخامت ۱۰ میلی متر، که در بدنه سازه های هوافضایی و موشک ها کاربرد دارد، به روش لایه چینی دستی ساخته شده است. پارامترهای برش برای فرآیند فرزکاری صفحه کامپوزیتی از سرعت اسپیندل ۱۰۰۰ تا ۷۰۰۰ دور بر دقیقه، نرخ پیشروی ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ میلی متر بر دقیقه و عمق برش ۱ تا ۳ میلی متر هر کدام در پنج سطح مختلف، در نظر گرفته شد. پس از طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ، ۲۰ نمونه مورد ماشین کاری قرار گرفت. در این فرآیند، فرزکاری با ابزاری از جنس الماس با پوشش تنگستن کارباید و دارای دو لبه، انجام و سپس زبری سطوح اندازه گیری و نرخ برداشت ماده برای هر آزمایش ثبت شده و تحلیل های لازم انجام گرفت. سرعت اسپیندل بیشترین تاثیر را در زبری سطح داشت. نتیجه گیری نهایی بدین صورت بود که زبری سطح پایین تحت تاثیر پارامترهای برش درنتیجه سرعت اسپیندل بالا، نرخ پیشروی پایین و عمق برش کم به دست آمد. حالت بهینه با حداقل زبری ۹/۱ میکرومتر، با سرعت اسپیندل ۷۰۰۰ دور بر دقیقه، نرخ پیشروی ۱۰۰۰ میلی متر بر دقیقه، عمق برشی ۱ میلی متر به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

فرزکاری ، زبری سطح ، کامپوزیت کربن/ اپوکسی ، سرعت اسپیندل ، نرخ پیشروی