مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی تغییرات میکرو ساختاری ماشینکاری برودتی آلیاژ Ti6Al4V تیتانیوم تولید شده به روش ساخت افزایشی و اعتبار سنجی تجربی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 مرکز آموزش عالی محلات
2 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
چکیده
تیتانیوم و آلیاز های آن مخصوصا آلیاژ Ti6Al4V به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فرد در صنعت هوا و فضا و پزشکی کار برد بسیاری دارند. تولید آلیاژ Ti6Al4V به روش افزایشی به دلیل ویژگی این روش بسیار مورد توجه قرار گرفته است. علی رغم محاسن قابل توجه روش های AM، کیفیت سطح و دقت ابعادی ضعیف قطعات تولید شده از محدودیت های روش ساخت افزایشی می‌باشد. بنابراین، معمولاً عملیات ماشینکاری پرداخت برای قطعات تولیدی با روش های AM مورد نیاز است تا محدودیت های روش ساخت افزایشی بر طرف گردد. در نتیجه دستیابی به پارامتر های بهینه از روش سریعتر و مقرون به صرفه تر بسیار حائز اهمیت می‌باشد.در این مقاله شبیه سازی ماشینکاری برودتی آلیاژ EBM Ti6Al4V به منظور مطالعه تغییرات میکرو ساختاری انجام شده است. با مقایسه نتایج تجربی و شبیه سازی مدل ماده اعتبار سنجی گردید.سپس با استفاده از مدل FE اعتبار سنجی شده به تاثیرات سرعت برشی در نیرو های ، بار های حرارتی و میکرو سختی پرداخته شد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Simulation of Microstructural Changes in Cryogenic Machining of Ti6Al4V Titanium Alloy Produced by Additive Manufacturing and Experimental Validation

نویسندگان English

Farshid Jafarian 1
Mohammad Meghdad Fallah 2
Mohsen Bahrami yarahmadi 2
چکیده English

Titanium and its alloys, especially the Ti6Al4V alloy, have many uses in the aerospace and medical industries due to their unique properties. The production of Ti6Al4V alloy by additive method has been very much considered due to the characteristic of this method. But due to the fact that these parts also require final machining. As a result, it is very important to achieve optimal parameters from a faster and more economical method. In this article, simulation of cryogenic machining of EBM Ti6Al4V alloy in order to study microstructural changes. done. It was validated by comparing the experimental results and simulation of the material model. Then, using the validated FE model, the effects of shear speed on forces, thermal loads and microhardness were discussed.

کلیدواژه‌ها English

Surface integrity
Additive Manufacturing
Cryogemic Machining
Ti6Al4V Alloy
-1 Uçak N, Çiçek A, Aslantas K. Machinability of 3D printed metallic materials fabricated by selective laser melting and electron beam melting: A review. Journal of Manufacturing Processes. 2022;80:414-57
-2 Kalantari O, Jafarian F, Fallah MM. Comparative investigation of surface integrity in laser assisted and conventional machining of Ti-6Al-4 V alloy. Journal of Manufacturing Processes. 2021;62:90-8.-
3- Kalantari O, Jafarian F, Fallah MM. Comparative investigation of surface integrity in laser assisted and conventional machining of Ti-6Al-4 V alloy. Journal of Manufacturing Processes. 2021;62:90-8.
-4 Che-Haron C, Jawaid A. The effect of machining on surface integrity of titanium alloy Ti–6% Al–4% V. Journal of materials processing technology. 2005;166(2):188-92.
5 -. Ginting A, Nouari M. Surface integrity of dry machined titanium alloys. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2009;49(3-4):325-32.
-6 Imbrogno S, Sartori S, Bordin A, Bruschi S, Umbrello D. Machining simulation of Ti6Al4V under dry and cryogenic conditions. Procedia CIRP. 2017;58:475-80.
-7 Shokrani A, Dhokia V, Newman ST. Investigation of the effects of cryogenic machining on surface integrity in CNC end milling of Ti–6Al–4V titanium alloy. Journal of Manufacturing Processes. 2016;21:172-9.
8-Iquebal A, Shrestha S, Wang Z, Manogharan G, Bukkapatnam S, Youngstown O, editors. Influence of milling and non-traditional machining on surface properties of Ti6Al4V EBM components. Proceedings of the 2016 Industrial and Systems Engineering Research Conference; 2016.
9- Ulutan D, Ozel T. Machining induced surface integrity in titanium and nickel alloys: A review. International Journal of Machine Tools and Manufacture.
10-. Umbrello D, Bordin A, Imbrogno S, Bruschi S. 3D finite element modelling of surface modification in dry and cryogenic machining of EBM Ti6Al4V alloy. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2017;18:92-100.
11-. Rotella G, Umbrello D. Finite element modeling of microstructural changes in dry and cryogenic cutting of Ti6Al4V alloy. Cirp Annals. 2014;63(1):69-72.
-12 Murr L, Esquivel E, Quinones S, Gaytan S, Lopez M, Martinez E, et al. Microstructures and mechanical properties of electron beam-rapid manufactured Ti–6Al–4V biomedical prototypes compared to wrought Ti–6Al–4V. Materials characterization. 2009;60(2):96-105.
13-. Bordin A, Imbrogno S, Rotella G, Bruschi S, Ghiotti A, Umbrello D. Finite element simulation of semi-finishing turning of electron beam melted Ti6Al4V under dry and cryogenic cooling. Procedia CIRP. 2015;31:551-6.
14- Özel T, Sima M, Srivastava A, Kaftanoglu B. Investigations on the effects of multi-layered coated inserts in machining Ti–6Al–4V alloy with experiments and finite element simulations. CIRP annals. 2010;59(1):77-82.