Caracterización de la Integridad de Superficie del Acero Inoxidable Impreso en 3D mediante Rectificado Sucesivo y Parámetros de Pulido Variados
Autores: Kebede, Frezgi Tesfom; Zaghal, Jawad; Felho, Csaba
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Caracterización de la Integridad de Superficie del Acero Inoxidable Impreso en 3D mediante Rectificado Sucesivo y Parámetros de Pulido Variados
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fabricación aditiva
Integridad de superficie
Posprocesos
Bruñido con diamante
MetcoAdd 17-4PH-A
Diseño experimental de Taguchi
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La capacidad de la fabricación aditiva (AM) para producir productos personalizados con una reducción del desperdicio de material y otras ventajas ayudó a que la tecnología ganara popularidad en muchas industrias. Sin embargo, su mala integridad superficial es su punto débil, y para superarlo, son esenciales procesos adicionales de posprocesamiento. El bruñido con diamante deslizante, conocido por su mejora de la rugosidad superficial, el estrés residual, la microdureza y otras propiedades, se combinó con el rectificado en esta investigación después de la impresión 3D de MetcoAdd 17-4PH-A para mitigar las deficiencias mencionadas. Este estudio tuvo como objetivo analizar los efectos de cada proceso en la rugosidad superficial, el estrés residual (tanto en la superficie como en profundidad) y la microdureza. Las piezas de trabajo se rectificaron con los mismos parámetros y se bruñeron con cuatro niveles de fuerza, avance y número de pasadas. Se utilizó el diseño experimental L16 de Taguchi para optimizar los parámetros del proceso y estudiar sus efectos. Para la rugosidad superficial, se encontraron que los parámetros óptimos eran una fuerza de 60 N, una velocidad de avance de 0.02 m/min y tres pasadas. El estrés residual superficial longitudinal tiene valores óptimos en 80 N de fuerza, 0.02 m/min de velocidad de avance y cuatro pasadas. En el caso del estrés residual superficial transversal, los valores óptimos fueron 60 N de fuerza, 0.17 m/min de velocidad de avance y tres pasadas. La microdureza se maximizó con 60 N de fuerza, 0.02 m/min de velocidad de avance y una pasada. Además, se investigó el estrés residual en profundidad para superficies seleccionadas, y 100 N mostró un efecto de bruñido profundo. Un análisis adicional de optimización multiobjetivo utilizando la función de deseabilidad encontró que los parámetros óptimos para todas las respuestas se lograron en el cuarto nivel de fuerza de bruñido (100 N), el primer nivel de avance de herramienta (0.02 m/min) y el cuarto nivel de número de pasadas (cuatro pasadas). En última instancia, tanto los procesos de rectificado como de bruñido mostraron mejoras significativas en los parámetros medidos.
Descripción
La capacidad de la fabricación aditiva (AM) para producir productos personalizados con una reducción del desperdicio de material y otras ventajas ayudó a que la tecnología ganara popularidad en muchas industrias. Sin embargo, su mala integridad superficial es su punto débil, y para superarlo, son esenciales procesos adicionales de posprocesamiento. El bruñido con diamante deslizante, conocido por su mejora de la rugosidad superficial, el estrés residual, la microdureza y otras propiedades, se combinó con el rectificado en esta investigación después de la impresión 3D de MetcoAdd 17-4PH-A para mitigar las deficiencias mencionadas. Este estudio tuvo como objetivo analizar los efectos de cada proceso en la rugosidad superficial, el estrés residual (tanto en la superficie como en profundidad) y la microdureza. Las piezas de trabajo se rectificaron con los mismos parámetros y se bruñeron con cuatro niveles de fuerza, avance y número de pasadas. Se utilizó el diseño experimental L16 de Taguchi para optimizar los parámetros del proceso y estudiar sus efectos. Para la rugosidad superficial, se encontraron que los parámetros óptimos eran una fuerza de 60 N, una velocidad de avance de 0.02 m/min y tres pasadas. El estrés residual superficial longitudinal tiene valores óptimos en 80 N de fuerza, 0.02 m/min de velocidad de avance y cuatro pasadas. En el caso del estrés residual superficial transversal, los valores óptimos fueron 60 N de fuerza, 0.17 m/min de velocidad de avance y tres pasadas. La microdureza se maximizó con 60 N de fuerza, 0.02 m/min de velocidad de avance y una pasada. Además, se investigó el estrés residual en profundidad para superficies seleccionadas, y 100 N mostró un efecto de bruñido profundo. Un análisis adicional de optimización multiobjetivo utilizando la función de deseabilidad encontró que los parámetros óptimos para todas las respuestas se lograron en el cuarto nivel de fuerza de bruñido (100 N), el primer nivel de avance de herramienta (0.02 m/min) y el cuarto nivel de número de pasadas (cuatro pasadas). En última instancia, tanto los procesos de rectificado como de bruñido mostraron mejoras significativas en los parámetros medidos.