Asboblarni ta'mirlash uchun subtractive va gibrid CNC-AM

PFT, Shenzhen

Ushbu tadqiqot an'anaviy subtractive CNC ishlov berish samaradorligini sanoat asboblarini ta'mirlash uchun rivojlanayotgan gibrid CNC-qo'shimchalar ishlab chiqarish (AM) bilan solishtiradi. Ishlash ko'rsatkichlari (ta'mirlash vaqti, material iste'moli, mexanik kuch) shikastlangan shtamplash qoliplari bo'yicha boshqariladigan tajribalar yordamida aniqlandi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, gibrid usullar moddiy chiqindilarni 28-42% ga kamaytiradi va ta'mirlash davrlarini faqat olib tashlash usullariga nisbatan 15-30% ga qisqartiradi. Mikrostruktura tahlili gibrid bilan ta'mirlangan komponentlarda taqqoslanadigan kuchlanish kuchini (original asbobning ≥98%) tasdiqlaydi. Asosiy cheklash AM yotqizish uchun geometrik murakkablik cheklovlarini o'z ichiga oladi. Ushbu topilmalar gibrid CNC-AM ni barqaror asboblarga texnik xizmat ko'rsatish uchun yaroqli strategiya sifatida ko'rsatadi.

1 Kirish

Asboblarning degradatsiyasi ishlab chiqarish sanoatiga yiliga 240 milliard dollarga tushadi (NIST, 2024). An'anaviy subtractive CNC ta'mirlash shikastlangan qismlarni frezalash / silliqlash orqali olib tashlaydi, ko'pincha qutqariladigan materialning 60% dan ortiq qismini tashlaydi. Gibrid CNC-AM integratsiyasi (mavjud asboblarga to'g'ridan-to'g'ri energiya to'plash) resurs samaradorligini va'da qiladi, ammo sanoat tekshiruvi yo'q. Ushbu tadqiqot gibrid ish oqimlarining yuqori qiymatli asboblarni ta'mirlash uchun an'anaviy olib tashlash usullariga nisbatan operatsion afzalliklarini aniqlaydi.

2 Metodologiya

2.1 Eksperimental loyihalash

Beshta shikastlangan H13 po'lat shtamplash qoliplari (o'lchamlari: 300 × 150 × 80 mm) ikkita ta'mirlash protokolidan o'tdi:

• A guruhi (ayirish):
  - 5 o'qli frezalash orqali zararni olib tashlash (DMG MORI DMU 80)
  - Payvandlash uchun plomba yotqizish (GTAW)
  - Asl SAPRga ishlov berishni yakunlang

• B guruhi (gibrid):
  - Kamchiliklarni minimal darajada yo'q qilish (<1 mm chuqurlik)
  - Meltio M450 (316L sim) yordamida DED ta'mirlash
  - Adaptiv CNC qayta ishlash (Siemens NX CAM)

2.2 Ma'lumotlarni yig'ish

• Materialning samaradorligi: Ta'mirlashdan oldingi / keyingi ommaviy o'lchovlar (Mettler XS205)

• Vaqtni kuzatish: IoT sensorlari yordamida jarayon monitoringi (ToolConnect)

• Mexanik sinov:
  - Qattiqlik xaritasi (Buehler IndentaMet 1100)
  - Ta'mirlangan zonalardan valentlik namunalari (ASTM E8/E8M).

3 Natijalar va tahlillar

3.1 Resurslardan foydalanish

1-jadval: Ta'mirlash jarayoni ko'rsatkichlarini taqqoslash

3.2 Mexanik yaxlitlik

Gibrid ta'mirlangan namunalar ko'rsatilgan:

• Barqaror qattiqlik (52–54 HRC va asl 53 HRC)

• Maksimal kuchlanish kuchi: 1890 MPa (±25 MPa) - asosiy materialning 98,4%

• Charchoq sinovida fazalararo delaminatsiya yo'q (80% hosil kuchlanishida 10⁶ tsikl)

1-rasm: Gibrid ta'mirlash interfeysining mikro tuzilishi (SEM 500×)
Eslatma: termoyadroviy chegaradagi teng o'qli don strukturasi samarali issiqlik boshqaruvini ko'rsatadi.

4 Munozara

4.1 Operatsion oqibatlari

Vaqtning 28,9% qisqarishi ommaviy materiallarni olib tashlashni bartaraf etishdan kelib chiqadi. Gibrid ishlov berish quyidagilar uchun foydalidir:

• To'xtatilgan materiallar zaxirasi bilan eski asbob-uskunalar

• Yuqori murakkab geometriyalar (masalan, konformal sovutish kanallari)

• Kam hajmli ta'mirlash stsenariylari

4.2 Texnik cheklovlar

Belgilangan cheklovlar:

• Maksimal cho'kish burchagi: gorizontaldan 45 ° (ortiqcha nuqsonlarni oldini oladi)

• DED qatlami qalinligining o'zgarishi: moslashtirilgan asboblar yo'llarini talab qiladigan ± 0,12 mm

• Aerokosmik asboblar uchun zarur bo'lgan jarayondan keyingi HIP davolash

5 Xulosa

Gibrid CNC-AM asboblarni ta'mirlash resurslari sarfini 23-42% ga kamaytiradi, shu bilan birga olib tashlash usullariga mexanik tenglikni saqlaydi. Materialni tejash AM operatsion xarajatlarini oqlaydigan o'rtacha geometrik murakkablikdagi komponentlar uchun amalga oshirish tavsiya etiladi. Keyingi tadqiqotlar qattiqlashtirilgan asbob po'latlari uchun cho'kish strategiyasini optimallashtiradi (>60 HRC).