Investigación sobre la optimización del proceso de fabricación de orificios basada en el factor de daño por...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales
• Ingeniería de fabricación
• Ingeniería mecánica

Sus antecedentes:

• La perforación de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) a menudo produce daño por delaminación, lo que compromete la calidad del procesamiento.
• Los métodos tradicionales de perforación con parámetros fijos luchan por mitigar este problema de manera efectiva.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de los parámetros de corte en el daño por delaminación en la perforación de CFRP.
• Desarrollar y validar una estrategia de perforación con parámetros variables para mejorar la calidad y la eficiencia de la fabricación de orificios.

Principales métodos:

• Construcción de modelos constitutivos anisotrópicos y de falla de Hashin para CFRP.
• Análisis de elementos finitos utilizando subrutinas ABAQUS y VUMAT para simular procesos de perforación.
• Validación comparativa por simulación y experimental de la perforación con parámetros fijos frente a variables.
• Optimización mediante algoritmo genético de la velocidad del husillo y la velocidad de avance en la perforación con parámetros variables.

Principales resultados:

• El factor de daño por delaminación aumenta con la velocidad de avance a velocidad de husillo constante.
• El factor de daño por delaminación muestra una relación no lineal con la velocidad del husillo a velocidad de avance constante.
• La perforación con parámetros variables, en particular "primero alta velocidad de avance, luego baja velocidad de avance", reduce significativamente la delaminación.
• Los parámetros optimizados equilibran la calidad de la perforación y la eficiencia del procesamiento.

Conclusiones:

• La perforación con parámetros variables ofrece un enfoque superior para controlar la delaminación en CFRP.
• Los parámetros de perforación optimizados proporcionan una solución viable para mejorar el procesamiento de CFRP en la fabricación aeroespacial e inteligente.