PFT, ෂෙන්සෙන්
මෙම අධ්‍යයනය මඟින් සාම්ප්‍රදායික අඩු කිරීමේ CNC යන්ත්‍රෝපකරණවල කාර්යක්ෂමතාව කාර්මික මෙවලම් අලුත්වැඩියාව සඳහා නැගී එන දෙමුහුන් CNC-ආකලන නිෂ්පාදන (AM) සමඟ සංසන්දනය කරයි. කාර්ය සාධන මිනුම් (අලුත්වැඩියා කාලය, ද්රව්ය පරිභෝජනය, යාන්ත්‍රික ශක්තිය) හානියට පත් මුද්‍රා තැබීමේ අච්චු මත පාලිත අත්හදා බැලීම් භාවිතයෙන් ප්‍රමාණනය කරන ලදී. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ දෙමුහුන් ක්‍රම මගින් ද්රව්ය අපද්‍රව්‍ය 28–42% කින් අඩු කරන අතර අඩු කිරීමේ-පමණක් ප්‍රවේශයන්ට සාපේක්ෂව අලුත්වැඩියා චක්‍ර 15–30% කින් කෙටි කරන බවයි. ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහාත්මක විශ්ලේෂණය මගින් දෙමුහුන්-අලුත්වැඩියා කරන ලද සංරචකවල සංසන්දනාත්මක ආතන්ය ශක්තිය (මුල් මෙවලමෙන් ≥98%) තහවුරු කරයි. ප්‍රාථමික සීමාවට AM තැන්පත් කිරීම සඳහා ජ්‍යාමිතික සංකීර්ණතා සීමාවන් ඇතුළත් වේ. මෙම සොයාගැනීම් තිරසාර මෙවලම් නඩත්තුව සඳහා ශක්‍ය උපාය මාර්ගයක් ලෙස දෙමුහුන් CNC-AM පෙන්නුම් කරයි.
1 හැඳින්වීම
මෙවලම් හායනය සඳහා නිෂ්පාදන කර්මාන්ත සඳහා වාර්ෂිකව ඩොලර් බිලියන 240 ක් වැය වේ (NIST, 2024). සාම්ප්‍රදායික අඩු කිරීමේ CNC අලුත්වැඩියාව ඇඹරීම/ඇඹරීම හරහා හානියට පත් කොටස් ඉවත් කරයි, බොහෝ විට ගලවා ගත හැකි ද්‍රව්‍යවලින් 60% කට වඩා ඉවත දමයි. දෙමුහුන් CNC-AM ඒකාබද්ධ කිරීම (පවතින මෙවලම් මත සෘජු බලශක්ති තැන්පත් කිරීම) සම්පත් කාර්යක්ෂමතාව පොරොන්දු වන නමුත් කාර්මික වලංගුකරණයක් නොමැත. මෙම පර්යේෂණය ඉහළ වටිනාකමක් ඇති මෙවලම් අලුත්වැඩියාව සඳහා සාම්ප්‍රදායික අඩු කිරීමේ ක්‍රමවලට සාපේක්ෂව දෙමුහුන් වැඩ ප්‍රවාහවල මෙහෙයුම් වාසි ප්‍රමාණනය කරයි.
2 ක්‍රමවේදය
2.1 පර්යේෂණාත්මක නිර්මාණය
හානියට පත් H13 වානේ මුද්‍රා තැබීමේ අච්චු පහක් (මානයන්: 300×150×80mm) අලුත්වැඩියා කිරීමේ ප්‍රොටෝකෝල දෙකකට භාජනය විය:
-
A කාණ්ඩය (අඩු කිරීමේ):
- 5-අක්ෂ ඇඹරීම හරහා හානි ඉවත් කිරීම (DMG MORI DMU 80)
- වෙල්ඩින් පිරවුම් තැන්පත් කිරීම (GTAW)
- මුල් CAD වෙත යන්ත්‍රෝපකරණ අවසන් කරන්න -
B කාණ්ඩය (දෙමුහුන්):
- අවම දෝෂ ඉවත් කිරීම (<1mm ගැඹුර)
- මෙල්ටියෝ M450 (316L වයර්) භාවිතයෙන් DED අලුත්වැඩියා කිරීම
- අනුවර්තී CNC නැවත සකස් කිරීම (Siemens NX CAM)
2.2 දත්ත අත්පත් කර ගැනීම
-
ද්රව්ය කාර්යක්ෂමතාව: අලුත්වැඩියා කිරීමට පෙර/පසු ස්කන්ධ මිනුම් (Mettler XS205)
-
කාල ලුහුබැඳීම: IoT සංවේදක සමඟ ක්‍රියාවලි අධීක්ෂණය (ToolConnect)
-
යාන්ත්‍රික පරීක්ෂණ:
- දෘඪතාව සිතියම්ගත කිරීම (Buehler IndentaMet 1100)
- අලුත්වැඩියා කරන ලද කලාපවලින් ආතන්ය සාම්පල (ASTM E8/E8M).
3 ප්‍රතිඵල සහ විශ්ලේෂණ
3.1 සම්පත් භාවිතය
වගුව 1: අලුත්වැඩියා ක්‍රියාවලි මිනුම් සංසන්දනය
| මෙට්‍රික් | අඩු කිරීමේ අලුත්වැඩියාව | දෙමුහුන් අලුත්වැඩියාව | අඩු කිරීම |
|---|---|---|---|
| ද්රව්ය පරිභෝජනය | ග්‍රෑම් 1,850 ± ග්‍රෑම් 120 | ග්‍රෑම් 1,080 ± ග්‍රෑම් 90 | 41.6% |
| ක්‍රියාකාරී අලුත්වැඩියා කාලය | පැය 14.2 ± පැය 1.1 | පැය 10.1 ± පැය 0.8 | 28.9% |
| බලශක්ති භාවිතය | කිලෝවොට් පැය 38.7 ± කිලෝවොට් පැය 2.4 | 29.5 kWh ± 1.9 kWh | 23.8% |
3.2 යාන්ත්‍රික අඛණ්ඩතාව
දෙමුහුන් අලුත්වැඩියා කරන ලද නිදර්ශක ප්‍රදර්ශනය කර ඇත:
-
අනුකූල දෘඪතාව (52–54 HRC එදිරිව මුල් 53 HRC)
-
අවසාන ආතන්ය ශක්තිය: 1,890 MPa (±25 MPa) – මූලික ද්‍රව්‍යයෙන් 98.4%
-
තෙහෙට්ටුව පරීක්ෂා කිරීමේදී අතුරු මුහුණත විරූපණය නොමැත (80% අස්වැන්න ආතතියේදී චක්‍ර 10⁶)
රූපය 1: දෙමුහුන් අලුත්වැඩියා අතුරුමුහුණතේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය (SEM 500×)
සටහන: විලයන මායිමේ සමතුලිත ධාන්‍ය ව්‍යුහය ඵලදායී තාප කළමනාකරණයක් පෙන්නුම් කරයි.
4 සාකච්ඡාව
4.1 මෙහෙයුම් ඇඟවුම්
28.9% ක කාල අඩු කිරීම සිදුවන්නේ තොග ද්රව්ය ඉවත් කිරීම ඉවත් කිරීමෙනි. දෙමුහුන් සැකසුම් පහත සඳහන් දේ සඳහා වාසිදායක බව ඔප්පු වේ:
-
අත්හිටවූ ද්රව්ය තොගයක් සහිත උරුම මෙවලම්
-
අධි-සංකීර්ණ ජ්‍යාමිතීන් (උදා: අනුකූල සිසිලන නාලිකා)
-
අඩු පරිමාවකින් යුත් අලුත්වැඩියා අවස්ථා
4.2 තාක්ෂණික සීමාවන්
නිරීක්ෂණය කළ සීමාවන්:
-
උපරිම තැන්පත් කෝණය: තිරස් අතට 45° (ඉහළ එල්ලෙන දෝෂ වළක්වයි)
-
DED ස්ථර ඝණකම විචලනය: අනුවර්තන මෙවලම් මාර්ග අවශ්‍ය වන ±0.12mm
-
අභ්‍යවකාශ ශ්‍රේණියේ මෙවලම් සඳහා පශ්චාත්-ක්‍රියාවලි HIP ප්‍රතිකාරය අත්‍යවශ්‍ය වේ.
5 නිගමනය
දෙමුහුන් CNC-AM, අඩු කිරීමේ ක්‍රමවලට යාන්ත්‍රික සමානාත්මතාවය පවත්වා ගනිමින් මෙවලම් අලුත්වැඩියා සම්පත් පරිභෝජනය 23–42% කින් අඩු කරයි. ද්රව්ය ඉතිරිකිරීම් AM මෙහෙයුම් පිරිවැය සාධාරණීකරණය කරන මධ්‍යස්ථ ජ්‍යාමිතික සංකීර්ණතාවයක් සහිත සංරචක සඳහා ක්‍රියාත්මක කිරීම නිර්දේශ කෙරේ. පසුකාලීන පර්යේෂණ මගින් දැඩි කරන ලද මෙවලම් වානේ (>60 HRC) සඳහා තැන්පත් කිරීමේ උපාය මාර්ග ප්‍රශස්ත කරනු ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-04-2025
