مدل‌سازي آماري پارامترهاي موثر در فرآيند ماشين‌كاري تخليه الكتريكي آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-4V با استفاده از مخلوط نانوذرات اكسيد آلومينيوم و اكسيد سيليسيم در دي‌الكتريك

Statistical Modeling of the Effective Parameters in Electrical Discharge Machining Process of Ti-6Al-4V Alloy Using the Mixtures of Aluminum Oxide and Silicon Oxide in Dielectric

در اين پژوهش، اثر استفاده از دو نانوذره اكسيد آلومينيوم و اكسيد سيليسيم به‌صورت همزمان با دي‌الكتريك در فرآيند ماشين‌كاري تخليه الكتريكي آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-4V بررسي شد. پس از بررسي پارامترهاي تاثيرگذار در فرآيند ماشين‌كاري تخليه الكتريكي به كمك نانوذرات، 4 پارامتر شدت جريان، غلظت، زمان روشني پالس و تركيب نسبي ذرات به‌عنوان پارامترهاي ورودي در نظر گرفته شدند. اثر هر يك از اين پارامترها در سه سطح بر نرخ براده‌برداري، سايش نسبي ابزار و صافي سطح نهايي قطعه بررسي شد. با توجه به پيشرفت صنعت در زمينه مصرف دي‌الكتريك‌هاي زيست‌محيطي، در اين مطالعه آب ديونيزه‌شده، دي‌الكتريك ماشين‌كاري تخليه الكتريكي بود. همچنين براي طراحي آزمون‌ها، تحليل نتايج و بهينه‌سازي پارامترها از نرم‌افزار Design Expert استفاده شد. نتايج نشان داد، بهترين كيفيت سطح ماشين‌كاري، با افزودن نانوذرات در تركيب نسبي 50% به‌دست مي‌آيد. در اين درصد از تركيب، سطح داراي كمترين ترك و لايه ذوب‌شده مجدد است. همچنين در شرايط شدت جريان 12آمپر، زمان روشني پالس 100ميكروثانيه و تركيب 75% از نانوذرات بيشترين ميزان نرخ براده‌برداري و حداقل سايش ابزار حاصل مي‌شود.

In this study, the effect of using of aluminum oxide and silicon oxide nanoparticles simultaneously into dielectric has been investigated in the process of electrical discharge machining of titanium alloy Ti-6Al-4V. After analyzing the parameters affecting the process of the electrical discharge machining using nanoparticles, intensity of the current, concentration, pulse on time, and particle composition were considered as input parameters. The effect of each parameters has been investigated on three levels; the material removal rate (MRR), the tool wear rate (TWR) and the surface roughness (SR) of the work piece. With respect to the development of the industry in the use of environmentally friendly dielectrics, deionized water was used as the dielectric fluid. Also, Design Expert software has been employed for the design of the experiments, analysis of the results and optimization of the parameters. The results showed that the best surface morphology is obtained by machining with the addition of nanoparticles in the relative composition of 50%. In this percentage of the composition, the surface roughness has the least value of the crack and the recast layer. In addition, the maximum value of the MRR and minimum value of TWR can be achieved in 12A of current intensity, 100μs of pulse on time and 75% of relative composition