التيتانيوم'إن ضعف التوصيل الحراري والتفاعل الكيميائي العالي يجعله عرضة للعيوب السطحية أثناءتصنيع باستخدام الحاسب الآلي. في حين أن هندسة الأدوات ومعايير القطع مدروسة جيدًا، إلا أن تحسين سائل التبريد لا يزال غير مستغل بالشكل الكافي في ممارسات الصناعة. تعالج هذه الدراسة (التي أُجريت عام ٢٠٢٥) هذه الفجوة من خلال تحديد مدى مساهمة توصيل سائل التبريد المُستهدف في تحسين جودة التشطيب دون المساس بالإنتاجية.
المنهجية
1. التصميم التجريبي
●مادة:قضبان Ti-6Al-4V (Ø50 مم)
●معدات:آلة CNC بخمسة محاور مع سائل تبريد للأداة (نطاق الضغط: 20–100 بار)
●المقاييس التي تم تتبعها:
خشونة السطح (Ra) عبر مقياس التلامس
تآكل جانب الأداة باستخدام التصوير المجهري عبر USB
درجة حرارة منطقة القطع (كاميرا FLIR الحرارية)
2. ضوابط التكرار
●ثلاث تكرارات اختبار لكل مجموعة معلمات
● تم استبدال أدوات الإدخال بعد كل تجربة
●درجة الحرارة المحيطة مستقرة عند 22 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية
النتائج والتحليل
1. ضغط سائل التبريد مقابل تشطيب السطح
●الضغط (بار):20 50 80
●متوسط Ra (ميكرومتر) :3.2 2.1 1.4
●تآكل الأداة (مم):0.28 0.19 0.12
أدى استخدام سائل تبريد عالي الضغط (80 بار) إلى خفض معدل الرادون بنسبة 56% مقارنة بخط الأساس (20 بار).
2. تأثيرات وضع الفوهة
تفوقت الفوهات ذات الزاوية (15 درجة باتجاه طرف الأداة) على الإعدادات الشعاعية من حيث:
● تقليل تراكم الحرارة بنسبة 27% (بيانات حرارية)
●إطالة عمر الأداة بنسبة 30% (قياسات التآكل)
مناقشة
1. الآليات الرئيسية
●إخلاء الشريحة:يعمل سائل التبريد عالي الضغط على تكسير الرقائق الطويلة، مما يمنع إعادة القطع.
●التحكم الحراري:يساعد التبريد الموضعي على تقليل تشوه قطعة العمل.
2. القيود العملية
● يتطلب إعدادات CNC معدلة (سعة مضخة لا تقل عن 50 بار)
● غير فعالة من حيث التكلفة للإنتاج بكميات قليلة
خاتمة
يُحسّن تحسين ضغط سائل التبريد ومحاذاة الفوهة بشكل ملحوظ تشطيب سطح التيتانيوم. ينبغي على المصنّعين إعطاء الأولوية لما يلي:
●الترقية إلى أنظمة تبريد ≥80 بار
● إجراء تجارب تحديد موضع الفوهة لأدوات محددة
ينبغي لإجراء المزيد من الأبحاث استكشاف التبريد الهجين (على سبيل المثال، التبريد العميق + MQL) للسبائك التي يصعب تصنيعها.
وقت النشر: 1 أغسطس 2025
