توصيفگر ها :
الكتروپوليش موضعي , آلياژ Ti6Al4V , ذوب انتخابي بستر پودر , زبري سطح
چكيده فارسي :
فرآيند الكتروپوليش يكي از فرآيندهاي غير سنتي ماشينكاري است كه طي آن باتوجه به اصول هدايت يون‌ها در سلول‌هاي الكتروليز، از سطح قطعه‌كار براده‌برداري مي‌شود. اين روش به‌دليل مزايايي همچون قابليت ماشينكاري سطوح با هندسه‌هاي پيچيده، ماشينكاري قطعات از جنس‌هاي سخت، عدم ايجاد تنش پسماند و عيوب در ساختار قطعه، كاربرد گسترده‌اي در صنايع مختلف دارد. امروزه در اكثر صنايع، براي فرآيند الكتروپوليش از كاتدهاي تخت استفاده مي‌شود چراكه نرخ ماشينكاري سطح را افزايش مي‌دهد. اما لازم است كه قطعات (آند و كاتد) طي اين فرآيند در مخازن الكتروليت قرار بگيرند و از اين رو امكان الكتروپوليش قطعات بزرگ وجود ندارد و از سوي ديگر هندسه كاتد به هندسه آند وابسته است. بنابراين امروزه اجراي اين فناوري به صورت نقطه‌اي تحت عنوان الكتروپوليش نقطه‌اي يا الكتروپوليش موضعي مدنظر قرار گرفته است كه موجب استقلال فرآيند پرداخت از مخزن الكتروليت و هندسه آند شده است. از سوي ديگر مزيت‌هاي روش ذوب انتخابي بستر پودر با ليزر از جمله توانايي در ساخت قطعات با هندسه پيچيده، در كنار خواص مناسب آلياژ Ti6Al4V نظير نسبت استحكام به چگالي و مقاومت به خوردگي مناسب، موجب توسعه بازار قطعات توليد شده با اين روش و آلياژ شده است. البته قطعات ساخته‌شده با اين روش، نيازمند بهبود زبري‌سطح مي‌باشند. لذا اين پژوهش با هدف توسعه فرآيند الكتروپوليش موضعي براي سطوح قطعاتي از جنس آلياژ Ti6Al4V كه با روش ذوب انتخابي بستر پودر با ليزر توليد شده‌اند، به بررسي مشخصه‌هاي بهينه اجراي اين فرآيند پرداخته است. در اين پژوهش، قبل از انجام فرآيند الكتروپوليش، با هدف كاهش زبري اوليه، از فرآيند سندبلاست استفاده شده است. مشخصه‌هاي بررسي شده از فرآيند الكتروپوليش در اين پژوهش، شامل اختلاف پتانسيل اعمال شده بين دو الكترود، فاصله الكترودها، نحوه حركت الكتروليت، هندسه كاتد، دوره‌ي كاري جريان الكتريكي، زمان فرآيند، همپوشاني نقاط اثر الكتروپوليش، زبري اوليه سطح و تأثير جريان پالسي است. با استفاده از روش پاسخ سطح در نرم‌افزار ديزاين اكسپرت، مدل رياضي بين مشخصه‌هاي زبري‌سطح (Ra و Rz) و مشخصه‌هاي فرآيند الكتروپوليش ايجاد شده و بر اساس آن مشخصه‌هاي دوره‌ي‌كاري، همپوشاني و زمان فرآيند بهينه‌سازي شدند. طي فرآيند سندبلاست و الكتروپوليش با مشخصه‌هاي بهينه در فاصله يك ميلي‌متري بين الكترودها، Ra و Rz، به‌ترتيب با 4/52 و 7/57 درصد كاهش، از 04/9 و 33/59 ميكرومتر به‌ترتيب به 30/4 و 08/25 ميكرومتر رسيد. همچنين براي محدوده‌هاي ديگري از زبري اوليه سطح، محدوده‌ي زبري نهايي قابل حصول با فرآيند پرداخت بررسي شده در اين پژوهش، استخراج شده است.
چكيده انگليسي :
The electropolishing process is one of the non-traditional machining processes during which shavings are removed from the surface of the workpiece according to the principles of conducting ions in electrolysis cells. This method is widely used in various industries due to its advantages such as the ability to machine surfaces with complex geometries, machining parts made of hard materials, not creating residual stress and defects in the structure of the part. Today, in most industries, flat cathodes are used for the electropolishing process because it increases the surface machining rate. But it is necessary for the parts (anode and cathode) to be placed in electrolyte tanks during this process, and hence it is not possible to electropolish large parts, and on the other hand, the geometry of the cathode depends on the geometry of the anode. Therefore, today, the implementation of this technology in a spot form is considered as point electropolishing or local electropolishing, which makes the polishing process independent of the electrolyte tank and anode geometry. On the other hand, the advantages of the method of selective melting of the powder bed with laser, including the ability to make parts with complex geometry, along with the appropriate properties of the Ti6Al4V alloy, such as the ratio of strength to density and corrosion resistance, have led to the development of the market for parts produced by this method and alloyed Is. Of course, the parts made with this method need to improve the surface roughness. Therefore, with the aim of developing a local electropolishing process for the surfaces of parts made of Ti6Al4V alloy, which were produced by the method of selective melting of the powder bed with a laser, this research investigated the optimal characteristics of this process. In this research, before performing the electropolishing process, with the aim of reducing the initial roughness, the sandblasting process has been used. The investigated characteristics of the electropolishing process in this research include the applied potential difference between the two electrodes, the distance between the electrodes, the way the electrolyte moves, the geometry of the cathode, the working period of the electric current, the process time, the overlap of the electropolishing effect points, the initial surface roughness, and the effect of the pulsed current. Is. Using the surface response method in the Design Expert software, a mathematical model was created between the surface roughness characteristics (Ra and Rz) and the characteristics of the electropolishing process, and based on that, the characteristics of the working period, overlap and process time were optimized. During the sandblasting and electropolishing process with optimal characteristics At a distance of one millimeter between the electrodes, Ra and Rz decreased by 52.4 and 57.7 percent, respectively, from 9.04 and 59.33 micrometers to 4.30 and 25.08 micrometers, respectively. Also, for other ranges of the initial roughness of the surface, the range of the final roughness that can be obtained with the polishing process investigated in this research has been extracted.
