توصيفگر ها :
چرخ سنگزني , ساخت افزودني , استريوليتوگرافي , ناپيوستگي سطح ابزار , مديريت دما , پرداخت سطح
چكيده فارسي :
بهمنظور ارتقاي عملكرد و افزايش عمر ابزارهاي سنگزني، در اين پژوهش تركيبي از طراحي مهندسي ساختار و بهينهسازي مواد بهكار گرفته شد كه ميتواند چالشهاي رايج در كيفيت سطح، مصرف انرژي و سايش ابزار را كاهش دهد. چرخهاي سنگزني كامپوزيتي با فناوري استريوليتوگرافي ساخته شدند و با اصلاح سطح ذرات ساينده (پوششدهي با روغني)، ميزان فيومد سيليكا از 3 به %2 كاهش يافت كه همراه با افت ويسكوزيته و كاهش تهنشيني SiC از حدود %90 به كمتر از %5 بود. كامپوزيت بهدستآمده نسبت به رزين خالص، بهبودهايي نظير افزايش استحكام كششي نهايي (٪10/8)، نيروي شكست (3/%72)، استحكام فشاري (6/50%)، انرژي ضربه (%90)، سختي (1/11%) و HDT (%103) و كاهش بيش از %95 حجم سايش را نشان داد. در سنگزني آلومينيوم 6061، ابزارهاي با ساختار ناپيوسته (كانالدار و شياردار؛ T200 و VCT) نسبت به ابزار مرجع، كاهش 40–٪95 نيرو، دما و سايش و بهبود ٪50 زبري سطح داشتند؛ بهويژه VCT نسبت به CCT زبري را %31 بهتر و سايش را %62 كمتر كرد و ST تنها در سرعت پيشروي mm/min800 كارايي بهينه داشت. در سنگزني فولاد MO40، بهبودها ملموستر بود و زبري سطح تا μm 05/0 ، نيرو تا %60 و سايش تا %93 كمتر از آلومينيوم ثبت شد؛ T100 كمترين زبري و پايداري حرارتي عالي (اختلاف دما 6°C) داشت، T200 توازن مطلوبي ميان شاخصها ايجاد كرد وST، CCT و VCT نيز بهبود نيرو و سايش را نشان دادند. در مجموع، تركيب طراحي هوشمندانه ساختار، بهينهسازي تركيب مواد و اصلاحهاي جزئي فرمولاسيون، موجب كاهش چشمگير نيرو، سايش و دما و ارتقاي كيفيت سطح شد و اين اثرات در مواد سخت جلوه بيشتري يافت.
چكيده انگليسي :
To enhance performance and extend the service life of grinding tools, this study employed a combination of structural engineering design and material optimization, aimed at mitigating common challenges in surface quality, energy consumption, and tool wear. Composite grinding wheels were manufactured using stereolithography (SLA) technology; by surface modifying the abrasive particles (oil coating) and reducing the fumed silica content from 3 wt% to 2 wt%, the slurry viscosity was decreased, and SiC sedimentation was reduced from about 90% to less than 5%. Compared with the neat resin, the resulting composite exhibited significant improvements: ultimate tensile strength (+10.8%), fracture force (+3.72%), compressive strength (+6.50%), impact energy (+90%), hardness (+1.11%), heat deflection temperature (+103%), and a wear volume reduction of more than 95%. In grinding Aluminum 6061, tools with discontinuous structures (channeled and grooved; T200 and VCT) showed 40–95% lower forces, temperatures, and wear rates, and a 50% improvement in surface roughness compared with the reference tool. In particular, VCT achieved 31% lower roughness and 62% lower wear than CCT, while ST reached optimal efficiency only at a feed rate of 800 mm/min. In grinding MO40 steel, the improvements were more pronounced: surface roughness was reduced to 0.050 μm, forces decreased by up to 60%, and wear by up to 93% relative to aluminum results. T100 delivered the lowest roughness and excellent thermal stability (temperature difference of 6 °C), T200 provided a desirable balance across all performance indicators, and ST, CCT, and VCT also showed notable reductions in forces and wear. Overall, the combination of intelligent structural design, material composition optimization, and slight formulation adjustments led to substantial reductions in force, wear, and temperature, alongside significant improvements in surface quality—effects that were even more pronounced when machining hard materials.
