Багажны засварын хувьд хасагдах ба Hybrid CNC-AM

PFT, Шэньжэнь

Энэхүү судалгаа нь уламжлалт хасалттай CNC боловсруулалтын үр нөлөөг үйлдвэрлэлийн багаж хэрэгслийн засварт шинээр гарч ирж буй эрлийз CNC-Нэмэлт үйлдвэрлэл (AM)-тай харьцуулсан болно. Гүйцэтгэлийн хэмжигдэхүүнийг (засварын хугацаа, материалын зарцуулалт, механик бат бөх) хэмжигдэхүүнийг гэмтсэн штамп дээр хяналттай туршилтыг ашиглан хийсэн. Үр дүн нь зөвхөн хасах аргатай харьцуулахад эрлийз аргууд нь материалын хаягдлыг 28-42%, засварын мөчлөгийг 15-30% богиносгодог болохыг харуулж байна. Бичил бүтцийн шинжилгээ нь эрлийз аргаар зассан эд ангиудын суналтын бат бэхийг (анхны багажийн ≥98%) харьцуулж баталгаажуулдаг. Анхдагч хязгаарлалт нь AM хуримтлуулах геометрийн нарийн төвөгтэй байдлын хязгаарлалтуудыг агуулдаг. Эдгээр олдворууд нь эрлийз CNC-AM нь багаж хэрэгслийн тогтвортой засвар үйлчилгээнд ашигтай стратеги болохыг харуулж байна.

1 Танилцуулга

Багажны эвдрэл нь үйлдвэрлэлийн салбаруудад жил бүр 240 тэрбум доллар зарцуулдаг (NIST, 2024). Уламжлалт хасалттай CNC засвар нь тээрэмдэх/нунтаглах замаар гэмтсэн хэсгүүдийг арилгаж, ихэвчлэн аврах боломжтой материалын 60% -ийг устгадаг. Hybrid CNC-AM интеграцчлал (одоо байгаа багаж хэрэгсэлд шууд эрчим хүч хуримтлуулах) нь нөөцийн үр ашгийг амлаж байгаа боловч үйлдвэрлэлийн баталгаажуулалт дутмаг. Энэхүү судалгаа нь өндөр үнэ цэнтэй багаж хэрэгслийг засах уламжлалт хасах аргуудтай харьцуулахад эрлийз ажлын урсгалын үйл ажиллагааны давуу талыг хэмждэг.

2 Арга зүй

2.1 Туршилтын зураг төсөл

Таван эвдэрсэн H13 ган тамга (хэмжээ: 300×150×80мм) хоёр засварын протоколд хамрагдсан.

• А бүлэг (хасах үйлдэл):
  - 5 тэнхлэгт тээрэмдэх замаар гэмтэл арилгах (DMG MORI DMU 80)
  - Гагнуурын дүүргэгчийн хуримтлал (GTAW)
  - Анхны CAD болгон боловсруулалтыг дуусгах

• Б бүлэг (эрлийз):
  - Хамгийн бага согогийг арилгах (<1мм гүн)
  - Meltio M450 (316л утас) ашиглан DED засвар.
  - Дасан зохицох CNC дахин боловсруулах (Siemens NX CAM)

2.2 Мэдээлэл цуглуулах

• Материалын үр ашиг: Засварын өмнөх/дараах массын хэмжилт (Mettler XS205)

• Цагийг хянах: IoT мэдрэгч ашиглан үйл явцыг хянах (ToolConnect)

• Механик туршилт:
  - Хатуу байдлын зураглал (Buehler IndentaMet 1100)
  - Зассан бүсээс суналтын дээж (ASTM E8/E8M).

3 Үр дүн & дүн шинжилгээ

3.1 Нөөцийн ашиглалт

Хүснэгт 1: Засварын үйл явцын хэмжүүрийн харьцуулалт

3.2 Механик бүрэн бүтэн байдал

Эрлийз аргаар зассан сорьцуудыг үзүүлэв:

• Тогтмол хатуулаг (52–54 HRC ба анхны 53 HRC)

• Суналтын дээд хүч: 1890 МПа (±25 МПа) – үндсэн материалын 98.4%

• Ядаргааны сорилтын үед гадаргуугийн давхаргыг задлахгүй (80% уналтын стресст 10⁶ цикл)

Зураг 1: Гибрид засварын интерфейсийн бичил бүтэц (SEM 500×)
Тайлбар: Хайлтын хил дээрх ижил тэнхлэгтэй ширхэгийн бүтэц нь үр дүнтэй дулааны менежментийг харуулж байна.

4 Хэлэлцүүлэг

4.1 Үйл ажиллагааны үр дагавар

Хугацаа 28.9%-иар багассан нь их хэмжээний материалыг зайлуулдаггүйгээс үүдэлтэй. Гибрид боловсруулалт нь дараахь зүйлд ашигтай.

• Үйлдвэрлэлээ зогсоосон материалын нөөц бүхий хуучин багаж хэрэгсэл

• Өндөр төвөгтэй геометрүүд (жишээ нь, конформ хөргөлтийн суваг)

• Бага хэмжээний засварын хувилбарууд

4.2 Техникийн хязгаарлалт

Хязгаарлалтууд ажиглагдсан:

• Хамгийн их тунадасны өнцөг: хэвтээ тэнхлэгээс 45 ° (хэт уналтын согог үүсэхээс сэргийлнэ)

• DED давхаргын зузаанын хэлбэлзэл: ±0.12мм дасан зохицох багажны зам шаардлагатай

• Сансар огторгуйд зориулагдсан багаж хэрэгсэлд зайлшгүй шаардлагатай ХИП эмчилгээ

5 Дүгнэлт

Hybrid CNC-AM нь багажны засварын нөөцийн зарцуулалтыг 23-42%-иар бууруулж, хасах аргуудтай механик дүйцэхүйц байдлыг хангадаг. Материалын хэмнэлт нь AM-ийн үйл ажиллагааны зардлыг зөвтгөдөг дунд зэргийн геометрийн нарийн төвөгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хэрэгжүүлэхийг зөвлөж байна. Дараачийн судалгаанууд нь хатууруулсан багажийн ган (>60 HRC)-ийн хуримтлуулах стратегийг оновчтой болгоно.