PFT, شنتشن
غالبًا ما يؤدي قطع مادة البولي إيثر إيثر كيتون (PEEK) المقاومة للحريق عن طريق التشغيل باستخدام الحاسب الآلي (CNC) إلى انسداد المرشح بسبب تراكم الجسيمات الدقيقة. تم تطوير استراتيجية تشغيل للحد من هذه المشكلة عن طريق تحسين معلمات القطع وهندسة الأداة وطرق إخلاء الرقائق. قارنت التجارب الخاضعة للرقابة الطحن الجاف التقليدي مع سائل التبريد عالي الضغط والاستخلاص بمساعدة الفراغ. تشير النتائج إلى أن سائل التبريد عالي الضغط جنبًا إلى جنب مع مطحنة نهاية بأربعة أخاديد يقلل بشكل كبير من التصاق الجسيمات على أسطح المرشح. تؤكد البيانات أن انسداد المرشح ينخفض بنسبة 63٪ مع الحفاظ على سلامة السطح والتسامح الأبعاد. يوفر هذا النهج حلاً قابلاً للتكرار للتشغيل باستخدام الحاسب الآلي لمادة PEEK المقاومة للحريق في الإنتاج الصناعي.
تستخدم مادة PEEK المقاومة للحريق على نطاق واسع في صناعات الفضاء والأجهزة الطبية ومعدات أشباه الموصلات نظرًا لثباتها الميكانيكي الممتاز ومقاومتها للهب. ومع ذلك، يمثل تشغيلها تحديًا متكررًا: تنسد المرشحات في أنظمة التبريد أو الفراغ بسرعة بسبب توليد الجسيمات الدقيقة. وهذا يزيد من وقت التوقف وتكاليف الصيانة ومخاطر ارتفاع درجة الحرارة. أبلغت الدراسات السابقة عن صعوبات عامة في تشغيل مادة PEEK، لكن القليل منها عالج المشكلة المحددة المتمثلة في انسداد المرشح أثناء القطع باستخدام الحاسب الآلي. يركز العمل الحالي على الأساليب القابلة للتكرار لتقليل الانسداد مع الحفاظ على كفاءة التشغيل.
أجريت دراسة مقارنة باستخدام ثلاثة إعدادات تشغيل:
الطحن الجاف باستخدام مطحنة نهاية كربيد قياسية.
الطحن بسائل التبريد الغمر بضغط 8 بار.
الطحن بسائل التبريد عالي الضغط (16 بار) مع الاستخلاص بمساعدة الفراغ.
أجريت تجارب التشغيل على مركز طحن CNC ثلاثي المحاور (DMG Mori CMX 1100 V). تم قطع ألواح PEEK المقاومة للحريق (30 × 20 × 10 مم) باستخدام معدلات تغذية تتراوح من 200 إلى 600 مم/دقيقة وسرعات دوران تتراوح من 4000 إلى 10000 دورة في الدقيقة. تمت مراقبة انسداد المرشح عن طريق قياس مقاومة تدفق سائل التبريد وتراكم الجسيمات كل 10 دقائق.
تم اختبار أدوات الكربيد ذات هندسة الأخاديد ذات الأخاديد والأربعة. تم تسجيل تآكل الأداة وتوزيع حجم الرقائق وخشونة السطح (Ra). تم تكرار التجارب ثلاث مرات لضمان إمكانية التكرار.
كما هو موضح في الجدول 1, أدى الطحن الجاف إلى انسداد سريع، حيث تتطلب المرشحات التنظيف بعد 40 دقيقة. أدى سائل التبريد الغمر إلى تأخير الانسداد ولكنه لم يمنع التراكم. أدى سائل التبريد عالي الضغط مع الاستخلاص بمساعدة الفراغ إلى إطالة عمر المرشح إلى أكثر من 120 دقيقة قبل أن يصبح التنظيف ضروريًا.
الجدول 1 وقت انسداد المرشح في ظل ظروف مختلفة
| طريقة التشغيل | متوسط وقت الانسداد (دقيقة) | الانخفاض في الانسداد (%) |
|---|---|---|
| الطحن الجاف | 40 | – |
| سائل التبريد الغمر (8 بار) | 75 | 25% |
| سائل التبريد عالي الضغط + الفراغ | 120 | 63% |
أنتجت مطحنة النهاية ذات الأربعة أخاديد رقائق أدق ولكن مع التصاق أقل بالمرشحات مقارنة بالإصدار ذي الأخاديد. ساهم هذا في دوران سائل تبريد أكثر سلاسة وانسداد أقل للمرشح.
ظلت خشونة السطح ضمن Ra 0.9–1.2 µm لجميع الطرق، مع عدم ملاحظة تدهور كبير في ظل ظروف سائل التبريد عالي الضغط.
يعزى الانخفاض في انسداد المرشح إلى آليتين: (1) يعمل سائل التبريد عالي الضغط على تفريق الرقائق قبل أن تتفتت إلى جسيمات دقيقة، و (2) يقلل الاستخلاص بالفراغ من إعادة تدوير الغبار المحمول في الهواء. تلعب هندسة الأداة أيضًا دورًا، حيث أن تصميمات الأخاديد المتعددة تولد رقائق أقصر وأكثر قابلية للإدارة. تشمل قيود هذه الدراسة استخدام درجة واحدة من مادة PEEK والتشغيل فقط في ظل ظروف الطحن. يجب أن يمتد البحث الإضافي إلى عمليات الدوران والحفر، بالإضافة إلى طلاءات الأدوات البديلة.
يمكن لاستراتيجيات التشغيل المحسنة أن تقلل بشكل كبير من انسداد المرشح أثناء القطع باستخدام الحاسب الآلي لمادة PEEK المقاومة للحريق. يوفر سائل التبريد عالي الضغط جنبًا إلى جنب مع الاستخلاص بالفراغ وهندسة الأداة ذات الأربعة أخاديد انخفاضًا بنسبة 63٪ في تكرار الانسداد مع الحفاظ على جودة السطح. تدعم هذه النتائج تطبيقًا صناعيًا أوسع في صناعات الفضاء والأجهزة الطبية، حيث تكون بيئات التشغيل النظيفة أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن يقيم العمل المستقبلي قابلية التوسع لهذه الأساليب في الإنتاج متعدد المناوبات.
