Precizní obrábění superslitiny Nimonic C 263 pomocí WEDM

Precision Machining of Nimonic C 263 Super AlloyUsing WEDM

článek v časopise ve Web of Science, Jimp

en

Wire electrical discharge machining (WEDM) is an unconventional and very efficient technology for precision machining of the Nimonic C 263 super alloy, which is very widespread, especially in the energy, aerospace and automotive industries. Due to electrical discharge, defects in the form of cracks or burned cavities often occur on the machined surfaces, which negatively affect the correct functionality and service life of the manufactured components. To increase the efficiency of the machining of Nimonic C 263 using WEDM, in this study, extensive design of experiments was carried out, monitoring input factors in the form of machine parameters like Pulse off time, Gap voltage, Discharge current, Pulse on time and Wire feed, the output of which was comprehensive information about the behaviour of such machined surfaces, which allowed the optimization of the entire machining process. Thus, the optimization of the Cutting speed was performed in relation to the quality of the machined surface and the machining accuracy, as well as an analysis of the chemical composition of the machined surfaces and a detailed analysis of the lamella using a transmission electron microscope. A detailed study of the occurrence of surface or subsurface defects was also included. It was found that with the help of complex optimization tools, it is possible to significantly increase the efficiency of the machining of the Nimonic C 263 super alloy and achieve both financial savings in the form of shortened machine time and increasing the quality of machined surfaces.

Elektroerozivní drátové řezání (WEDM) je nekonvenční a velmi efektivní technologie pro precizní obrábění super slitiny Nimonic C 263, která je velmi rozšířená především v energetickém, leteckém a automobilním průmyslu. Vlivem elektroeroze často vznikají na obrobených površích defekty v podobě trhlin či vypálených kavit, které negativně ovlivňují správnou funkčnost a očekávanou životnost vyrobených součástí. Za účelem zefektivnění obrábění Nimonic C 263 pomocí WEDM byl v rámci této studie proveden rozsáhlý plánovaný experiment, při kterém byly sledovány vstupní faktory v podobě parametrů nastavení stroje Pulse off time, Gap voltage, Discharge current, Pulse on time a Wire feed, jehož výstupem bylo získání komplexních informací o chování takto obrobených povrchů, což umožnilo optimalizaci celého obráběcího procesu. Byla tedy provedena optimalizace rychlosti řezání v návaznosti na jakost obrobeného povrchu a přesnost obrábění, dále byla provedena analýza chemického složení obrobených povrchů a také detailní analýza lamely pomocí transmisního elektronového mikroskopu. Součástí byla i detailní studie výskytu povrchových či podpovrchových defektů. Bylo zjištěno, že pomocí komplexních optimalizačních nástrojů je možné obrábění super slitiny Nimonic C 263 výrazně zefektivnit a dosáhnout tak jak finanční úspory v podobě zkrácení strojního času tak zvýšení jakosti obráběných povrchů.

Wire electrical discharge machining (WEDM) is an unconventional and very efficient technology for precision machining of the Nimonic C 263 super alloy, which is very widespread, especially in the energy, aerospace and automotive industries. Due to electrical discharge, defects in the form of cracks or burned cavities often occur on the machined surfaces, which negatively affect the correct functionality and service life of the manufactured components. To increase the efficiency of the machining of Nimonic C 263 using WEDM, in this study, extensive design of experiments was carried out, monitoring input factors in the form of machine parameters like Pulse off time, Gap voltage, Discharge current, Pulse on time and Wire feed, the output of which was comprehensive information about the behaviour of such machined surfaces, which allowed the optimization of the entire machining process. Thus, the optimization of the Cutting speed was performed in relation to the quality of the machined surface and the machining accuracy, as well as an analysis of the chemical composition of the machined surfaces and a detailed analysis of the lamella using a transmission electron microscope. A detailed study of the occurrence of surface or subsurface defects was also included. It was found that with the help of complex optimization tools, it is possible to significantly increase the efficiency of the machining of the Nimonic C 263 super alloy and achieve both financial savings in the form of shortened machine time and increasing the quality of machined surfaces.

WEDM; elektroerozivní drátové řezání; nimonic; plánovaný experiment; parametry obrábění

WEDM; wire electrical discharge machining; nimonic; design of experiment; machining parameters

24.06.2020

MDPI

Švýcarská konfederace

2079-6412

10

6

1–20

20