بهینه سازی چند هدفه پارامترهای ماشین‌کاری الکتروشیمیایی با استفاده از روش سطح پاسخ

در فرآیندماشین کاری الکتروشیمیایی به سبب پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی پیچیده‌ای که در حین فرآیند رخ می‌دهد، پیش‌بینی پارامترهای بهینه و تدوین تکنولوژی براده‌برداری بسیار دشوار می‌باشد. در این مقاله از روش سطح پاسخ بعنوان روش طراحی آزمایش‌ها و با توجه به رویکرد تابع مطلوبیت با استفاده از روش derringer، راهکاری مناسب جهت دستیابی به این مهم و بهینه‌سازی همزمان متغیرهای پاسخ ارائه شده است. از این‌روچهار پارامتر ماشینکاری ولتاژ، پیشروی ابزار، جریان الکترولیت و غلظت الکترولیت بعنوان متغیر طراحی و زبری سطح و نرخ براده‌برداری بعنوان متغیر پاسخ در نظر گرفته شده است. از روش سطح پاسخ جهت مدل‌سازی و تعیین مدل‌های حاکم بین متغیر پاسخ با پارامترهای ورودی استفاده شده است. دو متغیر پاسخ رفتار عکس و متناقض دارند و پاسخی که بطور همزمان هر دو متغیر پاسخ در بهترین حالت خود قرار دهد، وجود ندارد. بدین جهت بهینه‌سازی چند هدفه متغیرهای پاسخ با استفاده از راهکار ذکر شده انجام شده است. در این مرحله پارامترهای ورودی بهینه که بطور همزمان دو متغیر پاسخ را در حالت بهینه قرار دهد برابر ولتاژ 25.56 ولت، پیشروی ابزار 0.5 میلی متر بر دقیقه، جریان الکترولیت 6.45 لیتر بر دقیقه و غلظت الکترولیت 138.1گرم در لیتر تعیین شده است. خطای نسبی در اعتبارسنجی برای نرخ براده‌برداری و زبری سطح 6.4 و 6.7 درصد بدست آمده که صحت و اطمینان روش اجرا شده را نشان می‌دهد.

Multiobjective optimization of electrochemical machining parameters using response surface methodology

Electrochemical machining (ECM) process involves several physical and chemical phenomena that make it difficult to model the process.Therefore, selection of proper and optimal parameters setting is a challenging issue. In this paper, an approach is applied to look for the optimum solution to this problem. In this way, four parameters, i.e. voltage, tool feed rate, electrolyte flow rate and electrolyte concentration; and two machining criteria, i.e. material removal rate (MRR) and surface roughness (Ra) are considered as input variables and responses, respectively. Therefore, mathematical models have first been developed using response surface methodology (RSM). Then, the Derringer method has been utilized for optimizing the two responses simultaneously. MRR and Ra response would not be optimized in the same manner and have contradictive behaviors. The result of multiobjective optimization provides an optimal ECM process parameter setting, so the user can select desired optimal process parameters combination to achieve the optimal result. The optimal input parameters were determined as 25.56 V, 0.5 mm/min, 6.45 l/min, 138.1 g/l. Finally, optimization result was verified experimentally and the percentage error were 6.4 and 6.7 for MRR and Ra responses respectively.