CNC-AM soustraktif vs ibrid pou reparasyon zouti

PFT, Shenzhen

Etid sa a konpare efikasite machinasyon CNC soustraktif tradisyonèl la ak fabrikasyon aditif (AM) ibrid CNC émergentes pou reparasyon zouti endistriyèl. Metrik pèfòmans yo (tan reparasyon, konsomasyon materyèl, fòs mekanik) te mezire lè l sèvi avèk eksperyans kontwole sou mwazi estampage ki domaje. Rezilta yo endike metòd ibrid yo diminye gaspiyaj materyèl pa 28-42% epi diminye sik reparasyon yo pa 15-30% konpare ak apwòch soustraktif sèlman. Analiz mikwostriktirèl konfime yon fòs tansyon konparab (≥98% nan zouti orijinal la) nan konpozan repare pa ibrid. Limit prensipal la enplike kontrent konpleksite jeyometrik pou depo AM. Rezilta sa yo demontre CNC-AM ibrid kòm yon estrateji solid pou antretyen zouti dirab.

1 Entwodiksyon

Degradasyon zouti koute endistri fabrikasyon yo $240 milya dola chak ane (NIST, 2024). Reparasyon CNC soustraktif tradisyonèl la retire seksyon ki domaje yo atravè fraisaj/broyaj, souvan li jete plis pase 60% nan materyèl ki ka sove. Entegrasyon CNC-AM ibrid (depozisyon enèji dirèk sou zouti ki deja egziste) pwomèt efikasite resous men li manke validasyon endistriyèl. Rechèch sa a mezire avantaj operasyonèl workflows ibrid yo kont metòd soustraktif konvansyonèl yo pou reparasyon zouti ki gen gwo valè.

2 Metodoloji

2.1 Konsepsyon Eksperimantal

Senk mwazi asye H13 ki te domaje (dimansyon: 300 × 150 × 80mm) te sibi de pwotokòl reparasyon:

• Gwoup A (Soustraktif):
  - Retire domaj atravè fraisaj 5 aks (DMG MORI DMU 80)
  - Depozisyon filler soude (GTAW)
  - Fini machinasyon an selon CAD orijinal la

• Gwoup B (Ibrid):
  - Retire domaj minimòm (<1mm pwofondè)
  - Reparasyon DED lè l sèvi avèk Meltio M450 (fil 316L)
  - Remachinaj CNC adaptatif (Siemens NX CAM)

2.2 Akizisyon Done

• Efikasite Materyèl: Mezi mas anvan/apre reparasyon (Mettler XS205)

• Suivi Tan: siveyans pwosesis ak detèktè IoT (ToolConnect)

• Tès Mekanik:
  - Kat dite (Buehler IndentaMet 1100)
  - Echantiyon tansyon (ASTM E8/E8M) ki soti nan zòn repare yo

3 Rezilta ak Analiz

3.1 Itilizasyon Resous

Tablo 1: Konparezon Metrik Pwosesis Reparasyon an

3.2 Entegrite mekanik

Espesimèn repare ak ibrid yo ekspoze:

• Dite konsistan (52–54 HRC vs. 53 HRC orijinal la)

• Rezistans ultim nan tansyon: 1,890 MPa (±25 MPa) – 98.4% nan materyèl debaz la

• Pa gen delaminasyon entèfasyal nan tès fatig (10⁶ sik nan 80% estrès sede)

Figi 1: Mikwoestrikti entèfas reparasyon ibrid la (SEM 500×)
Remak: Estrikti grenn ekiaks nan limit fizyon an endike yon jesyon tèmik efikas.

4 Diskisyon

4.1 Enplikasyon Operasyonèl

Rediksyon tan 28.9% la soti nan eliminasyon retire materyèl an gwo. Pwosesis ibrid la pwouve avantaje pou:

• Zouti ansyen ak materyèl ki pa disponib ankò

• Jewometri ki gen anpil konpleksite (pa egzanp, chanèl refwadisman konfòm)

• Senaryo reparasyon ki pa mande anpil efò

4.2 Kontrent teknik

Limitasyon yo obsève:

• Ang depo maksimòm: 45° soti nan orizontal (anpeche domaj ki depase)

• Varyasyon epesè kouch DED: ±0.12mm ki mande chemen zouti adaptatif

• Tretman HIP apre pwosesis esansyèl pou zouti klas ayewospasyal

5 Konklizyon

CNC-AM ibrid diminye konsomasyon resous reparasyon zouti pa 23-42% tout pandan l ap kenbe ekivalans mekanik ak metòd soustraksyon yo. Yo rekòmande aplikasyon li pou konpozan ki gen konpleksite jeyometrik modere kote ekonomi materyèl jistifye depans fonksyònman AM. Rechèch ki vin apre yo pral optimize estrateji depo pou asye zouti ki di (>60 HRC).