生物医学工业中Ti6Al4V ELI的电放电加工:表面功能和tribological特征的参数分析
Muhammad Umar Farooq1, Saqib Anwar2, Haider Ali Bhatti3
1School of Mechanical Engineering, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 28, 2023
概括
电放电加工优化了合金表面的生物医学用途. 电极产生最小的摩擦,而电极材料和脉冲ON时间显著影响材料去除和表面粗度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 合金 (Ti6Al4V) 由于其优越的性能和生物相容性,对生物医学应用至关重要.
- 电放电加工 (EDM) 提供了同时加工和表面修饰,使其对先进制造具有吸引力.
研究的目的:
- 为了全面评估Ti6Al4V表面修饰的EDM过程变量.
- 建模和分析EDM过程以实现低表面粗度.
- 为了研究EDM成型表面的tribological特性.
主要方法:
- 系统变化EDM参数:脉冲电流,脉冲启动时间,脉冲关闭时间和极性.
- 使用四种工具电极材料:石墨,铜,黄铜和.
- 采用SiC粉混合介电和自适应神经模糊推理系统 (ANFIS) 进行过程建模.
- 进行参数,显微镜和部落学分析.
主要成果:
- 电极产生了约25N的最小摩擦力.
- 电极材料 (32.65%) 和脉冲启动时间 (32.15%) 分别是材料去除率和算术粗度的重要因素.
- 增加脉冲电流至14A,用电极提高粗度至4.6μm (增加33%).
- 使用石墨工具延长脉冲ON时间 (50微秒至125微秒),粗度从4.5微米增加到5.3微米 (增长17%).
结论:
- 优化EDM参数对于定制Ti6Al4V表面特征至关重要.
- 电极材料的选择显著影响了材料的去除和表面的完成.
- 安菲斯模型为生物医学应用在合金上生产低粗表面提供了一条途径.
