1 Κατεργασίες με αφαίρεση υλικού
2 ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΚΟΠΗΣ ΜΕ LASER
Ενότητες 1. Περιγραφή της κατεργασίας 2. Παράμετροι κατεργασίας 3. Δείκτες ποιότητας της κατεργασίας 4. Μοντελοποίηση 5. Συμπεράσματα - προοπτικές 3
4 1. Περιγραφή Λειτουργιάς
Αρχή κατεργασίας πολύ μεγάλη πυκνότητα ενέργειας Θερμότητα τοπική τήξη Απομάκρυνση με πίεση αεριού 5
Είδη Laser Laser με διοξείδιο του άνθρακα Laser με νιοδυμιο (Nd:YAG) Laser που παράγεται από μια σειρά μικροσκοπικών διόδων 6
Είδη κατεργασίας Διάτρηση Κοπή Αυλάκια Τορνάρισμα Κατασκευή οδοντωτών εξαρτημάτων 7
Διάτρηση Διάτρηση Κοπή 8
9 Τορνάρισμα
10 Οδοντωτές κατασκευές
11 Υβριδικές
Υλικά Τα υλικά τα όποια κατεργάζονται με laser κατά κύριο λόγο είναι οι χαλυβες,κραμματα τιτανιου,κραμματα αλουμινίου και κεραμικά Τα υλικά τα όποια είναι ιδανικά για κατεργασία είναι αυτά τα όποια είναι ψαθυρά,έχουν υψηλή σκληρότητα και χαμηλή θερμική διαχυτότητα και αγωγιμότητα. 12
Πλεονεκτήματα Μείωση κόστους η όποια οφείλεται Στην υψηλή ταχύτητα κοπής Στην ταυτόχρονη εκτέλεση όλων των φάσεων που απαιτούνται. Στο ότι δεν απαιτείται οποιοδήποτε τρόχισμα των επιφανειών που προκύπτουν μετά την κοπή. Στην κατάργηση των μοντέλων και των καλουπιών. Στην κατάργηση των χαράξεων 13
Παράμετροι Ισχύς laser Τύπος και πίεση αεριού Πάχος κατεργαζόμενου υλικού Ταχύτητα κοπής Τύπος διεργασίας (συνεχής η παλμική) 14
Δείκτες ποιότητας Ρυθμός απομάκρυνσης (MRR) Γεωμετρία κατεργασίας Ποιότητα επιφάνειας Μεταλλουργικά χαρακτηριστικά Μηχανικές ιδιότητες 15
Ρυθμός απομάκρυνσης λιωμένου μέταλλου εξαερωμένου αεριού αλλοιωμένου μέταλλου μέσω της πίεσης του αεριού 16
Γεωμετρία της κατεργασίας Πλάτος ή διάμετρος της οπής (kerf width) Η κωνικότητα της τούς (tapering) 17
Τραχύτητα της επιφάνειας Αντιπροσωπεύει την ποιότητα της επιφάνειας της κατεργασίας Μειώνεται όταν αυξάνεται η ταχύτητα και η συχνότητα Μειώνεται όταν μειώνεται η ισχύς και η πίεση του αεριού 18
Μεταλλουργικά χαρακτηριστικά Αύξηση μεταφοράς θερμότητας επηρεάζει τη Θ.Ε.Ζ μεταβαλλόντας τις μηχανικές ιδιότητες Μείωση ισχύος-αύξησηπαροχης αεριού μειώνει τη ΘΕΖ. Πόσο στρώματος ενίσχυσης Αύξηση συχνότητας και ισχύος μείωση του στρώματος Αυξάνεται με αύξηση του πάχους του κατεργαζόμενου μέσου Γωνία του ακουσίου 19
Μηχανικές ιδιότητες Επηρεάζονται κυρίως από θερμικά σοκ Από δημιουργία ρωγμών Μείωση δυσθραυστότητας και σκληρότητας λογω Θ.Ε.Ζ 20
Μοντελοποίηση Πειραματικά μοντέλα Αριθμητικά μοντέλα Αριθμητικά μοντέλα αναλυτικής λύσης 21
Πειραματικά Μοντέλα Factorial design (FD) Response Surface Methodology(RMS) Central Composite Design (CCD) Taguchi robust design methodoly (TRDM) 22
Factorial Design Καθορίζει μέσω μιας μεθοδολογίας τον αριθμο των πειραματων Παραγοντας k Ταξη l Αριθμος πειραματων l>2 l k 23
Response Surface Methodology Χρηση του τυπου Y b0 bn 1, nx n 1X n B υπολογιζετε μεσω ελαχιστων τετραγωνων Στατιστικές μέθοδοι ώστε να υπολογιστούν οι συσχετίσεις μεταξύ των παραμέτρων 24
TRDM Επιλογή παραμέτρων εισόδου ώστε να ελαχιστοποιείτε η επίδραση των παραγόντων θορύβου 1 LNB ( yi M ) n i log( L ) i i 25
Αναλυτικά μοντέλα Όχι πολλά αναλυτικά μοντέλα λογω υποθέσεων που οδηγούν σε μη ρεαλιστικά αποτελέσματα Μοντέλο του Zhou Συσχετίζει το βάθος κοπής συνάρτηση των ιδιοτήτων και της ταχύτητας κοπής 26
Αριθμητικό αναλυτικό μοντέλο Χρήση πεπερασμένων διαφόρων Χρήση πεπερασμένων στοιχείων Κυρίως μοντέλα τα όποια εμπεριέχουν Θερμικά μοντέλα και μηχανικά ταυτόχρονα Μοντέλο Pursa υπολογίζει τις απώλειες θερμότητας και το θερμοκρασιακό προφίλ στην ΘΕΖ Μοντέλο Li θερμικό μοντέλο για θερμοκρασία σε μεταβατική κατάσταση και τάσεων σε αλουμίνια 27
Συστήματα AI Σύστημα Fuzzy logic και Neuron Systems Μοντέλο Yousef χρησιμοποιεί ει νευρωνικά ώστε να υπολογίσει την ισχύς του παλμού ώστε να ανοίξει έναν κρατήρα υπολογίζοντας σε κάθε παλμό το επιθυμητό βάθος και ποιότητα επιφάνειας. 28
Συμπεράσματα Η κατεργασία είναι μια κατεργασία η όποια επιτρέπει την κοπή περίπλοκων προφίλ και την διάτρηση οπών το βασικό μειονέκτημα είναι η μικρή ενεργειακή απόδοση καθώς και η απόκλιση και η σύγκλιση της ακτίνας από άποψη ποιότητας Η κατεργασία με Laser είναι μια αρκετά ακριβής διαδικασία για την κατεργασία μικρό-εξαρτημάτων και την δημιουργία μικρό-οπων Η απόδοση της κατεργασίας εξαρτάται κυρίως από τις παραμέτρους κατεργασίας και οι βασικοί δείκτες ποιότητας είναι η ΘΕΖ, η τραχύτητα της επιφάνειας,το στρώμα αναχυσης καθώς και ο σχηματισμός μικρόρογμων. 29
Συμπεράσματα Η περιοχή της κατεργασία μικροεξαρτηματων απαιτεί μεγάλο πόσο ερευνητικής δραστηριότητας ώστε να καταφέρει να ενσωματωθεί στην παραγωγή αποδοτικά 30
Βιβλιογραφια Laser Beam Machining A review, Avanish Kumar Dubey, Vinod Yadava, International Journal of Machine Tools & Manufacture 48 (2008) 609 628 http://en.wikipedia.org/wiki/laser Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας / Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών/ Ομάδα εργασίας: Σεραφείμ Αλέξανδρος, Σαββίδης Δημήτρης, Εμμανουηλιδης Γεώργιος, Ραμπαουνη Εύη, Καθηγητής:Κεχαγιάς Ι. 31