רֶקַע
בתעשיות התעופה והחשמל, נעשה שימוש נרחב-בקוטר-דקים-כגון בתי מנוע, טבעות מחברים ואוגני הרכבה-בשביל המבנה הקל והיעילות התפקודית שלהם. עם זאת, בשל הפרופורציות הגיאומטריות שלהם (קוטר גדול לעומת עובי קטן), רכיבים אלו רגישים מאוד לעיוותים שנגרמו בטמפרטורה- במהלך עיבוד מדוייק.
במיוחד במהלך פעולות קידוח פנימי, הצטברות חום עלולה להפעילהתפשטות תרמית לא ליניארית, הגורם לעיוותים עדינים המשפיעים על העגלגלות והדיוק הממדים של החלק האחרון. עבור תעשיות הדורשות דיוק ברמת מיקרומטר-, זהו אתגר שאי אפשר להתעלם ממנו.
האתגר
בחלקים דקים-בקירות עם קשיחות נמוכה, כל עלייה בזמן המגע בין הכלי לחומר מביאה לעליית טמפרטורה מקומית. מכיוון שהחום אינו יכול להתפזר באופן אחיד על פני החומר, שיפועים תרמיים לא אחידים מוביליםהרחבת חומר לא-אחידה. זה בעייתי במיוחד ב:
משעמם וקווי מתאר-במהירות גבוההשל קטרים פנימיים
חתכים מופרעיםשבו מתרחשים קוצים תרמיים
סיום פעולות, כאשר אפילו סגלגל קל מוציא את החלק-מה-סובלנות
גישה מסורתית של קירור ופיצוי לאחר-עיבוד עיבוד כבר לא מספיקה. נדרשת שליטה בזמן אמת-כדי להתמודד עם עיוותים דינמיים אלה.
הפתרון של Bishen: אסטרטגיית בקרה תרמית חכמה
כדי לעמוד בדרישות היציבות התרמית של עיבוד טבעת דקה-, Bishen פיתחהמערכת בקרה תרמית רב-שלביתמשולבת בפלטפורמות העיבוד של 5-צירים שלה:
ניטור תרמי-בזמן אמת
חיישני אינפרא אדום ברגישות גבוהה- וצמדים תרמיים משובצים עוקבים ברציפות אחר יצירת חום באזורים קריטיים-במיוחד בקרבת אזור הקידוח.
אסטרטגיית קירור מפולח
במקום זרימת נוזל קירור קבועה, המערכת מתאימה באופן דינמי את עוצמת הקירור לפי שלבי עיבוד-חיספוס, חצי-גימור וגימור. זה ממזער זעזועים תרמיים תוך שמירה על יציבות החומר.
פרופיל לייזר עבור משוב קווי מתאר
סורק לייזר ללא מגע-מבצע בדיקות פרופיל רציפות במהלך העיבוד. אם מתרחשות סטיות מעגלגלות או שטוחות עקב התרחבות תרמית, נתיב הכלי מותאם אוטומטית בזמן אמת.
החזקת טמפרטורת עיבוד פוסט- וחיתוך סופי
לאחר עיבוד גס, חלקים מוחזקים תחת טמפרטורת סביבה מבוקרת כדי לאפשר הרפיה תרמית. מעבר חיתוך קל מבטיח שלמות מימדית סופית.
תוצאות
| פָּרִיט | לפני אופטימיזציה | לאחר פתרון בישן |
|---|---|---|
| שגיאת עגולות נשא | 0.045 מ"מ | 0.012 מ"מ |
| מחוץ ל-יחס סובלנות- | 18% | < 2% |
| פוסט מתח פנימי-חתוך | גבוה (עיוות שיורי) | נמוך (קירור יציב) |
| שיעור גרוטאות | 11% | < 1.5% |
מארז יישום: טבעת מחבר מנוע
ספק תעופה וחלל מוביל Tier-1 התמודד עם שיעור גרוטאות גבוה בעת עיבוד עיבוד שבביטבעות מחבר מנוע מסגסוגת אלומיניוםעם עובי דופן של 4.2 מ"מ בלבד וקוטר חיצוני של 780 מ"מ. עיוות הקדח הגיע ל-0.05 מ"מ עקב חיתוך-חום המושרה.
לאחר הטמעת תהליך הבקרה התרמית המשולבת של בישן:
עקביות הקוטר הפנימי השתפרה מעל73%
טעות העגלגלות נשמרה בפנים±0.01 מ"מ
בלאי הכלים ירד ב28%בגלל חום חיתוך נמוך יותר
מַסְקָנָה
חלקים בעלי קוטר-דקי קירות- הם יעילים מבחינה מבנית אבללא יציב תרמית במהלך העיבוד. אסטרטגיית הפיצוי התרמי האדפטיבי של Bishen, בשילוב עם-חישת קווי מתאר בזמן אמת וקירור מפולח, מאפשרת לייצר רכיבים מאתגרים אלהבאופן מהימן, שוב ושוב ומדויק.
