Titanium'konduktivitas termal yang buruk dan reaktivitas kimia yang tinggi membuatnya rentan terhadap cacat permukaan selamaPemesinan CNC. Meskipun geometri pahat dan parameter pemotongan telah dipelajari dengan baik, optimasi pendingin masih kurang dimanfaatkan dalam praktik industri. Studi ini (yang dilakukan pada tahun 2025) mengatasi kesenjangan ini dengan mengkuantifikasi bagaimana pemberian pendingin yang tepat sasaran meningkatkan kualitas akhir tanpa mengorbankan hasil akhir.
Metodologi
1. Desain Eksperimen
●Bahan:Batang Ti-6Al-4V (Ø50mm)
●Peralatan:CNC 5-sumbu dengan pendingin tembus alat (rentang tekanan: 20–100 bar)
●Metrik yang Dilacak:
Kekasaran permukaan (Ra) melalui profilometer kontak
Keausan sisi alat menggunakan pencitraan mikroskop USB
Suhu zona pemotongan (kamera termal FLIR)
2. Kontrol Pengulangan
●Tiga pengulangan pengujian per set parameter
● Sisipan alat diganti setelah setiap percobaan
●Suhu sekitar stabil pada 22°C ±1°C
Hasil & Analisis
1. Tekanan Pendingin vs. Permukaan Akhir
●Tekanan (bar):20 50 80
●Rata-rata Ra (μm) :3.2 2.1 1.4
●Keausan Alat (mm):0,28 0,19 0,12
Pendingin bertekanan tinggi (80 bar) mengurangi Ra hingga 56% dibandingkan kondisi dasar (20 bar).
2. Efek Posisi Nosel
Nosel bersudut (15° ke arah ujung alat) mengungguli pengaturan radial dengan:
● Mengurangi akumulasi panas sebesar 27% (data termal)
●Memperpanjang umur alat hingga 30% (pengukuran keausan)
Diskusi
1. Mekanisme Utama
●Evakuasi Chip:Pendingin bertekanan tinggi memecah serpihan panjang, mencegah pemotongan ulang.
●Kontrol Termal:Pendinginan terlokalisasi meminimalkan distorsi benda kerja.
2. Keterbatasan Praktis
● Memerlukan pengaturan CNC yang dimodifikasi (kapasitas pompa minimal 50 bar)
● Tidak hemat biaya untuk produksi volume rendah
Kesimpulan
Mengoptimalkan tekanan pendingin dan penyelarasan nosel secara signifikan meningkatkan hasil akhir permukaan titanium. Produsen harus memprioritaskan:
●Peningkatan ke sistem pendingin ≥80 bar
● Melakukan uji coba posisi nosel untuk perkakas tertentu
Penelitian lebih lanjut harus mengeksplorasi pendinginan hibrida (misalnya, kriogenik+MQL) untuk paduan yang sulit dikerjakan.
Waktu posting: 01-Agu-2025
