Mikro ince duvar geometrisine sahip alüminyum alaşımının frezelenmesi

Abstract

Mikro ince duvarlı yapılar, mikro kanallı soğutucu plakalarda, mikro pompalarda, mikro kalıplarda ve bazı biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikro frezeleme tekniği ile, bu tür mikro bileşenleri, yüksek doğrulukta ve yüksek hızda üretmek mümkündür. İnce duvar geometrisinin frezelenmesinde, kesme parametreleri, kesme stratejisi ve takım geometrisi, duvar deformasyonunu etkileyen en önemli unsurlardır. Bu çalışmada mikro frezeleme tekniği kullanılarak, ince duvarın frezelenmesi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada alüminyum alaşımı kullanılmış olup, kesme parametrelerinin, takım geometrisinin ve kesme stratejilerinin duvar deformasyonuna etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; boyut etkisinden dolayı, fz<1 µm/diş ve fz >1 µm/diş için duvardaki deformasyon artmaktadır. Deformasyonun minimum olduğu ilerleme değeri fz=1 µm/diş’tir. 200 µm den daha büyük eksenel talaş derinliğinde ince duvar deformasyonu önemli oranda arttığı gözlemlenmiştir. Artan helis açısı ve kesici ağız sayısı da duvar deformasyonunun artmasına neden olmaktadır. Deneylerde ince duvar deformasyonunun en az kesme stratejisi 1 (adım destekli kesme) de meydana geldiği sonucuna varılmıştır. Zıt yönlü frezeleme yönteminin kullanıldığı ince duvarlarda deformasyonun daha az gerçekleştiği tespit edilmiştir.

Micro thin-walled structures are widely used in microchannel cooler plates, micro pumps, micro molds and some biomedical applications. By using the micro milling technique, it is possible to produce such micro components with high accuracy and high speed. In the milling of thin wall geometry, cutting parameters, cutting strategy and tool geometry are the most important factors affecting wall deformation. In this study, milling of thin wall was performed using micro milling technique. Aluminum alloy was used in the study, and the effect of cutting parameters, tool geometry and cutting strategies on wall deformation in the wall increases for fz<1 µm/tooth. The feed rate at which the deformation is minimum is fz=1 µm/tooth. For fz> 1 µm/tooth, deformation increases with increasing feed rate. It was observed that thin wall deformation significantly increased at axial depth of cut greater than 200 µm. Increasing helix angle and the number of cutting edges also cause an increase in wall deformation. In the experiments, it was concluded that thin wall deformation occurred at least in shear strategy 1 (step assisted shear). It has been determined that deformation occurs less in thin walls where the opposite direction milling method is used.