Titani'La baixa conductivitat tèrmica i l'alta reactivitat química la fan propensa a defectes superficials durantMecanitzat CNC. Tot i que la geometria de l'eina i els paràmetres de tall estan ben estudiats, l'optimització del refrigerant continua sent infrautilitzada a la pràctica industrial. Aquest estudi (dut a terme el 2025) aborda aquesta mancança quantificant com l'administració específica de refrigerant millora la qualitat de l'acabat sense comprometre el rendiment.
Metodologia
1. Disseny experimental
●Material:Barres de Ti-6Al-4V (Ø50mm)
●Equipament:CNC de 5 eixos amb refrigeració a través de l'eina (rang de pressió: 20–100 bar)
●Mètriques seguides:
Rugositat superficial (Ra) mitjançant perfilòmetre de contacte
Desgast del flanc de l'eina mitjançant imatges de microscopi USB
Temperatura de la zona de tall (càmera tèrmica FLIR)
2. Controls de repetibilitat
●Tres repeticions de prova per conjunt de paràmetres
● Inserts d'eina substituïts després de cada experiment
●Temperatura ambient estabilitzada a 22 °C ± 1 °C
Resultats i anàlisi
1. Pressió del refrigerant vs. acabat superficial
●Pressió (bar):20 50 80
●Ra mitjana (μm) :3.2 2.1 1.4
●Desgast de l'eina (mm):0,28 0,19 0,12
El refrigerant a alta pressió (80 bar) va reduir la Ra en un 56% en comparació amb la línia base (20 bar).
2. Efectes de posicionament del broquet
Els broquets angulars (15° cap a la punta de l'eina) van superar les configuracions radials en:
● Reducció de l'acumulació de calor en un 27% (dades tèrmiques)
● Allargament de la vida útil de l'eina en un 30% (mesures de desgast)
Discussió
1. Mecanismes clau
●Evacuació de xips:El refrigerant a alta pressió trenca les encenalls llargues, evitant el tall posterior.
●Control tèrmic:El refredament localitzat minimitza la distorsió de la peça.
2. Limitacions pràctiques
● Requereix configuracions CNC modificades (capacitat mínima de la bomba de 50 bar)
● No és rendible per a la producció de baix volum
Conclusió
L'optimització de la pressió del refrigerant i l'alineació dels broquets millora significativament l'acabat superficial del titani. Els fabricants haurien de prioritzar:
●Actualització a sistemes de refrigeració de ≥80 bar
● Realització de proves de posicionament de boquilles per a eines específiques
Caldria que la recerca addicional explorés el refredament híbrid (per exemple, criogènic + MQL) per a aliatges difícils de mecanitzar.
Data de publicació: 01-08-2025
