単結晶SiCの放電加工システムの開発

学位の種別: 課程博士審査委員会委員 : (主査)東京大学教授 国枝 正典, 東京大学教授 横井 秀俊, 東京大学教授 金 範埈, 東京大学准教授 山本 晃生, 名古屋工業大学准教授 早川 伸哉University of Tokyo(東京大学

Study of Micro-grinding of Glass using On-machine Fabricated Polycrystalline Diamond (PCD) by Micro-EDM

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

Approaches for improvement of EDM performance and for the understanding of electrode wear phenomena

165 p.La electroerosión (EDM) es un proceso termo-eléctrico en el que el material se elimina mediante una serie de descargas eléctricas generadas entre el electrodo y la pieza, que se encuentras sumergida en un medio dieléctrico. Son dos los principales tipos de electroerosión empleados hoy en día industrialmente la electroerosión por penetración (SEDM) y la electroerosión por hilo (WEDM. La tesis está centrada en SEDM. Los principales objetivos de la tesis son: - Mejora del rendimiento de corte por SEDM del material SIC con electrodo en forma de lámina de cobre. Para ello se plantean dos tipos de diseño de electrodo con objeto de mejorar el proceso.- Mejorar el rendimiento de EDM en el mecanizado de ranuras de alta relación de aspecto. Para ello se plantea un electrodo convencional al que se le han taladrado agujeros. El objetivo es mejorar la limpieza durante la erosión, consiguiendo así una mejor estabilidad del proceso. Ello conlleva menores tiempos de erosión.- Desarrollo de una metodología para el análisis del desgaste y del gap, basada en indicadores fáciles de aplicar tanto en geometrías sencillas como complejas.- Desarrollo de una metodología que contempla ensayo experimental con simulación térmica, para la definición de la energía absorbida por el electrodo durante la erosión.- Desarrollo de un modelo térmico que define la distribución de temperaturas en el electrodo bajo condiciones industriales

Approaches for improvement of EDM performance and for the understanding of electrode wear phenomena

165 p.La electroerosión (EDM) es un proceso termo-eléctrico en el que el material se elimina mediante una serie de descargas eléctricas generadas entre el electrodo y la pieza, que se encuentras sumergida en un medio dieléctrico. Son dos los principales tipos de electroerosión empleados hoy en día industrialmente la electroerosión por penetración (SEDM) y la electroerosión por hilo (WEDM. La tesis está centrada en SEDM. Los principales objetivos de la tesis son: - Mejora del rendimiento de corte por SEDM del material SIC con electrodo en forma de lámina de cobre. Para ello se plantean dos tipos de diseño de electrodo con objeto de mejorar el proceso.- Mejorar el rendimiento de EDM en el mecanizado de ranuras de alta relación de aspecto. Para ello se plantea un electrodo convencional al que se le han taladrado agujeros. El objetivo es mejorar la limpieza durante la erosión, consiguiendo así una mejor estabilidad del proceso. Ello conlleva menores tiempos de erosión.- Desarrollo de una metodología para el análisis del desgaste y del gap, basada en indicadores fáciles de aplicar tanto en geometrías sencillas como complejas.- Desarrollo de una metodología que contempla ensayo experimental con simulación térmica, para la definición de la energía absorbida por el electrodo durante la erosión.- Desarrollo de un modelo térmico que define la distribución de temperaturas en el electrodo bajo condiciones industriales

Nonterrestrial utilization of materials: Automated space manufacturing facility

Four areas related to the nonterrestrial use of materials are included: (1) material resources needed for feedstock in an orbital manufacturing facility, (2) required initial components of a nonterrestrial manufacturing facility, (3) growth and productive capability of such a facility, and (4) automation and robotics requirements of the facility

Design and fabrication of a new class of cutting tool material using additive manufacturing

Australian manufacturing is undergoing major structural change due to globalisation and changing customer needs. As part of this change, there is a growing recognition that Australian manufacturers need to work smarter and be more innovative in areas such as high value manufacturing. This project aims to make a contribution by breaking away from the constraints and limitations of conventional cutting tool materials, namely, high speed steel (HSS) and cemented carbide, and fabricate new designs of cutting tools using the emerging technology of freeform additive manufacturing. The initial work in this thesis is concerned with the fabrication of open cellular architectures in the alloy Ti6Al4V using electron beam melting (EBM) technology. The focus was on their ability to sustain load in compression testing. The potential for improving the load bearing capacity through the exploitation of vapour deposition and infiltration methods was explored with a view to developing a new design of cutting tool. The latter was fabricated in the form of cutting tool inserts using both EBM and selective laser melting (SLM) techniques. The inserts were used in accelerated turning tests to demonstrate, by way of proof of concept, that such new designs of cutting tools could be used to generate chips in machining. Developments of the type outlined in this investigation open the possibility for the exploitation of new purpose built cutting tool technology

Experimental investigation of EDM parameters on machining AIMg10 15%SiC composite based on Taguchi method

Mestrado em Engenharia MecânicaO objetivo do estudo é investigar os efeitos da corrente de pico, servo voltagem, pulso on-time e pulso off-time na perfuração por electroerosão da liga de Alumínio Magnésio reforçado com carbonetos de silício e determinar a sua influência num grupo de parâmetros de saída, que incluem a taxa de remoção de material, desgaste do elétrodo, sobre corte radial e conicidade. Para melhor entender o problema experimental e todas as questões que este inclui, em primeiro lugar, foi feita uma revisão da literatura que abrange todos os princípios, tecnologias e aplicações do processo de electroerosão. Os dados para esta pesquisa foram recolhidos no laboratório de tecnologias não convencionais na "Gheorghe Asachi" Universidade Técnica de Iasi. O design de experiencias foi escolhido através do metodo Taguchi, nomeadamente o array L9. O primeiro objetivo desta pesquisa é encontrar a combinação ideal dos níveis de parâmetros através do método de Taguchi. O segundo objetivo é encontrar a contribuição da cada parâmetro de entrada para cada parâmetro de saída usando o método de análise estatística Análise da Variância. Objetivo final é desenvolver um modelo matemático para prever os valores de saída experimentais, através do software GW-Basic. Os resultados mostraram que os parâmetros com uma maior influência sobre a taxa de remoção de material e desgaste dos elétrodos foram a servo voltagem e corrente de pico, com 49% e 24% em relação ao primeiro parâmetro e 84% e 10% em relação ao segundo. O sobre corte radial foi mais influenciado pela corrente de pico e pelo pulso on-time, com 29% e 35%. Relativamente a conicidade, os parâmetros com mais influência foram corrente de pico e o pulso on-time, com 47% e 33% em termos de contribuição. Além disso, os níveis de combinação ótima de parâmetros associadas com a taxa de remoção de material, desgaste dos elétrodos, sobre corte radial e conicidade foram também obtidos. As respostas em estudo podem ser previstas usando os modelos matemáticos com um erro médio de 2% para a taxa de remoção de material, 16% para o desgaste do elétrodo, de 2% para sobre corte radial e 2% para a conicidade.The purpose of this study is to investigate the effects of peak current, servo voltage, pulse on− time and pulse off − time on electrical discharge drilling of an aluminum magnesium reinforced with particles of silicone carbide and determine their influence on a range of output parameters such as material removal ratio, electrodewear,radial over cut and taper. To better understand the experimental problem and all issues that it includes, firstly, was done a literature review that covers all the electrical discharge machining principals, technologies and applications.The data for this research was collected on the “non conventional“ machining technologies laboratory at “Gheorghe Asachi” Technical University of Iasi. The design of experiments was chosen by Taguchi method, namely, orthogonal array L9.The first goal of this research is to find the optimum parameter level combination through the Taguchi method. The second goal is to find the contribution of the each parameter for each output using the statistic method Analysis of variance. Final goal was to find a mathematical model to predict the experimental output values, through a software GW-Basic. The results shows that the parameters with more influence on material removal ratio and electrode wear responses were servo voltage and peak current, with 49% and 24% regarding the first output and 84% and 10% the second. Radial over cut was more influenced by peak current and pulse on-time, with 29% and 35%, concerning the taper, the parameters with more influence were also peak current and pulse on-time but with 47% and 33% of contribution. In addition, the optimal combination levels of machining parameters associated with material removal rate, electrode wear, radial over cut and taper were also drawn. Responses in study can be predicted using the Mathematical models with a average error of 2% for material removal rate, 16% for electrode wear, 2% for radial over cut and 2% for taper