بهینه‌سازی فرآیند سنگزنی کامپوزیت تک جهته تقویت‌شده با الیاف کربن به روش سطح پاسخ

امروزه استفاده از مواد کامپوزیتی در صنایع مختلفی هم‌چون هوافضا، حمل و نقل، ساختمان و .... رو به افزایش است. بنابراین درک صحیح از فرایندهای تولید و مونتاژ قطعات تولید‌شده با این مواد امری اجتناب‌ناپذیر است. یکی از فرآیندهای مهم و پرکاربرد در مونتاژ قطعات کامپوزیتی، ماشینکاری است. این فرآیند شامل دو دسته فرآیندهای سنتی و نوین ماشینکاری بوده که سنگزنی از رایج‌ترین روش‌های سنتی می‌باشد. پارامترهای ماشینکاری مختلفی همچون سرعت چرخش سنگ، سرعت پیشروی، عمق برشی، مشخصات قطعه کار، اندازه و جنس ذرات ساینده و هندسه سنگ بر کیفیت ماشینکاری تاثیرگذار است. در این مطالعه تاثیر پارامترهای سنگزنی شامل نرخ پیشروی، عمق برشی، راستای الیاف و اندازه ذرات ساینده بر زبری سطح کامپوزیت تقویت‌شده با الیاف کربن مورد بررسی قرارگرفته است. قطعات از جنس الیاف کربن-اپوکسی بوده‌اند. آزمایشات با نرم افزار مینی‌تب نسخه 19 و به روش سطح پاسخ طرح‌ریزی شدند. نتایج نشان دادند که اندازه ذرات و عمق برش موثرترین پارامترها بر زبری سطح می‌باشند. پس‌ازآن نرخ پیشروی و راستای الیاف در مراتب بعدی اهمیت قرار دارند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز تاییدکننده نتایج می‌باشند. در پایان پیشنهاد شد برای روتراشی کامپوزیت از سنگ با دانه‌بندی زبر، عمق برش 50 میکرومتر، نرخ پیشروی 200 میلیمتر بر دقیقه و عمود بر الیاف استفاده شود تا به زبری کم‌تر از 0/5 میکرومتر دست یافت.

optimization of carbon fiber reinforced composite grinding process by response surface method

today, the usage of composite materials in various industries such as aerospace, transportation, construction, etc. has increased. therefore, an adequate understanding of the production processes and assembly of these materials is inevitable. machining is one of the common processes in assembling composite parts. this process includes two categories of traditional and non-traditional machining processes and grinding is one of the traditional methods. grinding is one of the applicable machining processes for the finishing of composite parts. many parameters such as feed rate, depth of cut, tool geometry, fiber direction, and abrasive particles material and size are effective on the machined surface. in this study, the effect of grinding parameters including feed rate, depth of cut, abrasive particles size, and fiber orientation on the surface quality of carbon fiber reinforced polymer has been evaluated. the experiments were designed by response surface method in minitab software v.19. the results showed that abrasive particles’ size and depth of cut are the most effective parameters on the machined surface roughness. the feed rate and fiber direction are of secondary importance, respectively. also, the scanning electron microscopy images confirm these results. finally, it was suggested to use 50µm of the depth of cut, 200mm/min of feed rate, perpendicular to fiber direction and course abrasive particle to achieve a roughness of less than 5µm.