Egyirányú CFRP forgácsolhatósági vizsgálata frakcionális faktoriális kísérlettervvel
Egyirányú CFRP forgácsolhatósági vizsgálata frakcionális faktoriális kísérlettervvel
Geier Norbert MSc II. évf.
e-mail: geiernorbert92@gmail.hu
Konzulens: Dr. Mátyási Gyula, Gyártástudomány és –technológia Tanszék
e-mail: matyasi@manuf.bme.hu
A gépjármű- és repülőgépipar fejlődésének köszönhetően egyre szélesebb körben terjedtek el a polimer kompozitok, fokozatosan nőtt az igény a forgácsoló megmunkálásuk optimalizálására, a forgácsolásukkor keletkező jellemző hibák befolyásolására, minimalizálására. Kis sűrűsége és kedvező mechanikai tulajdonságai miatt a szénszállal erősített polimer kompozit (CFRP) az egyik legszélesebb körben használt műszaki nemfémes anyag.
A TDK dolgozatom fő célja volt, hogy adekvát módon modellezzem a CFRP forgácsolásakor fellépő erőket, a forgácsolt felület mikro és makro geometriai jellemzőit és a delaminációt a fúrási forgácsolási folyamatot befolyásoló szignifikáns faktorok függvényében.
A kutatásom során tanulmányoztam a hazai és nemzetközi szakirodalmat a kísérlettervezés (DOE) és a CFRP forgácsolhatóság témakörökben. A Central Composite (CC) és a Box-Wilson (BW) kísérlettervezési módszerek segítségével megterveztem a fúrási kísérleteket hagyományos és orbitális fúrási stratégiákra. Fejlesztettem egy szoftvert (DoDEx – Design of Drilling Experiments) Windows operációs rendszerre, amivel gyorsan, egyszerűen, rugalmasan és biztonságosan generálható a nagyszámú faktoriális fúrási kísérletekhez szükséges NC program az AutoCAD-ből származó konstrukciós terv és a Minitab-ból származó kísérletterv importálásával.
Elvégeztem a CC kísérleteket a BME-GTT Kondia B640 típusú háromtengelyes NCT100 vezérlésű szerszámgépén, a forgácsolási erőket KISTLER 9257BA típusú háromkomponenses erőmérő cellával mértem. A forgácsolási erők, delamináció, mikro és makro geometriai jellemzők mért értékei alapján számolni és modellezni tudtam a fúrási forgácsolási folyamat egyes optimalizációs paramétereit (felületi érdesség jellemzők, delamináció, merőlegesség és körkörösség hiba, FEVIM, fő forgácsoló erő) a gazdaságilag és technológiailag korlátolt (iparban használt) faktortérben.
A kutatásom során igazoltam a hazai és nemzetközi szakirodalomban publikált törvényszerűségeket, eddig nem vizsgált kísérleti beállításokkal (munkadarab, szerszám, stratégia) kísérleteket végeztem és adekvát matematikai modelleket alkottam a CFRP forgácsolási folyamatokról.
A TDK dolgozatom összefoglalja a több éves CFRP forgácsolhatóság kutatásom eddigi eredményeit és a további kutatási célokat, irányvonalakat.
Irodalom:
1. Jinyang Xu, Qinglong An, Ming Chen: A comparative evaluation of polycrystalline diamond drill sin drilling high-strength T800S/250F CFRP. Composite Structures 117 (2014) 71-82.
2. Vikki Franke: Drilling of long fiber reinforced thermoplastics- Influence of cutting edge on the machining results. CIRP Annals- Manufacturing Technology 60 (2011) 65-68.
3. Ho-Cheng, H., and Dharan, C. K. H.: Delamination During Drilling in Composite Laminates. ASME J. Eng. Ind., 112, pp. 236 –239. 1990.
4. Adler, Markova, Granovszkij: Kísérletek tervezése optimális feltételek meghatározására. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977. (Mir Könyvkiadó, Moszkva)
szerző
-
Geier Norbert
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Mátyási Gyula
docens, Gyártástudomány és -technológia Tanszék
