Predicción de la Reducción de la Rugosidad en el Acabado por Discos Centrífugos de Piezas Fabricadas por Adición Basada en el Método de Elementos Discretos
Autores: Kopp, Marco; Uhlmann, Eckart
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fabricación aditiva
Calidad de superficie
Acabado de superficie
Acabado por disco centrífugo
Simulación numérica
Método de Elementos Discretos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Una desventaja importante de la fabricación aditiva es la mala calidad superficial de las piezas, lo que afecta negativamente las propiedades mecánicas y tribológicas. Por lo tanto, un acabado superficial es necesario en la mayoría de los casos. Debido a una alta tasa de eliminación de material, el acabado por disco centrífugo es una operación de acabado masivo prometedora para un acabado superficial efectivo de las piezas fabricadas aditivamente. Sin embargo, debido a que las piezas de trabajo se mecanizan de manera libremente móvil, el proceso es difícilmente controlable, y el diseño del proceso a menudo se basa en enfoques de prueba y error que consumen mucho tiempo y son costosos. Especialmente cuando se trata del mecanizado de piezas de trabajo de forma compleja, los resultados del acabado son apenas predecibles. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es establecer una simulación numérica del acabado por disco centrífugo basada en el Método de Elementos Discretos (DEM) para predecir los resultados del acabado. Se presenta un procedimiento para determinar los parámetros de entrada requeridos para el DEM y la simulación fue validada utilizando un sensor de fuerza libremente móvil. Los resultados de los experimentos de acabado con piezas de trabajo fabricadas aditivamente de Ti-6Al-4V se correlacionaron con los resultados simulados. La correlación derivada se utilizó para predecir diferencias locales en la reducción de rugosidad, que ocurrieron al acabar piezas de trabajo con un acceso limitado a la superficie. Como resultado, se concluye que la compleja relación entre el tipo de medio, el acceso a la superficie y los resultados de acabado alcanzables se puede modelar utilizando el DEM.
Descripción
Una desventaja importante de la fabricación aditiva es la mala calidad superficial de las piezas, lo que afecta negativamente las propiedades mecánicas y tribológicas. Por lo tanto, un acabado superficial es necesario en la mayoría de los casos. Debido a una alta tasa de eliminación de material, el acabado por disco centrífugo es una operación de acabado masivo prometedora para un acabado superficial efectivo de las piezas fabricadas aditivamente. Sin embargo, debido a que las piezas de trabajo se mecanizan de manera libremente móvil, el proceso es difícilmente controlable, y el diseño del proceso a menudo se basa en enfoques de prueba y error que consumen mucho tiempo y son costosos. Especialmente cuando se trata del mecanizado de piezas de trabajo de forma compleja, los resultados del acabado son apenas predecibles. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es establecer una simulación numérica del acabado por disco centrífugo basada en el Método de Elementos Discretos (DEM) para predecir los resultados del acabado. Se presenta un procedimiento para determinar los parámetros de entrada requeridos para el DEM y la simulación fue validada utilizando un sensor de fuerza libremente móvil. Los resultados de los experimentos de acabado con piezas de trabajo fabricadas aditivamente de Ti-6Al-4V se correlacionaron con los resultados simulados. La correlación derivada se utilizó para predecir diferencias locales en la reducción de rugosidad, que ocurrieron al acabar piezas de trabajo con un acceso limitado a la superficie. Como resultado, se concluye que la compleja relación entre el tipo de medio, el acceso a la superficie y los resultados de acabado alcanzables se puede modelar utilizando el DEM.