使用TOPSISIS的碳凯佛混合复合材料在微电放电加工中的过程优化
Hrishikesh Dutta1, Kishore Debnath2, Sargunan Karunanithi3
1Centre for Additive Manufacturing, Chennai Institute of Technology, Chennai, 600069, Tamil Nadu, India. hrishikeshdutta@citchennai.net.
Scientific reports
|November 7, 2025
概括
这项研究优化了碳-凯弗拉复合材料的微电放电加工 (μEDM). 它使用Taguchi和TOPSIS方法确定加工时间和循环度的最佳参数,证实了电压和工具转速的重大影响.
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
- 复合材料加工 复合材料加工
背景情况:
- 微电放电加工 (μEDM) 对于制造先进材料中的微特征至关重要.
- 碳-凯弗拉混合复合材料 (CKHC) 由于其复杂的结构,在精密加工中存在独特的挑战.
- 优化μEDM流程对于实现所需的尺寸精度和效率至关重要.
研究的目的:
- 实验性地研究和优化CKHC的μEDM过程.
- 确定最优的工艺参数,以尽量减少加工时间 (MT) 和最大限度地提高循环度 (DOC).
- 为了对CKHC的μEDM进行单回应和多回应优化技术的比较.
主要方法:
- 利用塔古奇的L9直角阵列进行实验设计.
- 通过Taguchi方法和TOPSIS技术进行了单回应和多回应优化,以类似于理想解决方案的优先顺序.
- 使用差异分析 (ANOVA) 和扫描电子显微镜 (SEM) 分析结果.
主要成果:
- 塔古奇分析给出了最小MT (180V,2μm/秒,1000rpm) 和最大DOC (120V,2μm/秒,1000rpm) 的最佳参数.
- ANOVA表示的电压显著影响MT,而工具速度主要影响DOC.
- TOPSIS优化导致了150V,4μm/sec和1000rpm的最佳设置,显示了0.757881的改进.
结论:
- 该研究成功优化了CKHC的μEDM参数,平衡了加工时间和循环性.
- 电压和工具转速是影响加工性能和孔质量的关键参数.
- 托普西斯为复合材料的μEDM中多响应优化提供了一种有效的方法.


