Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ và loại điện cực graphite đến năng suất, chất lượng khi gia công tia lửa điện mặt trụ ngoài chi tiết thép 90CrSi

Gia công tia lửa điện (EDM) đóng vai trò then chốt trong sản xuất các chi tiết phức tạp và gia công vật liệu khó cắt gọt, đặc biệt trong ngành khuôn mẫu và chế tạo chính xác. Tuy nhiên, việc tối ưu hóa hiệu suất gia công, bao gồm năng suất và chất lượng bề mặt, vẫn là một thách thức đáng kể, nhất là khi xử lý thép 90CrSi – một vật liệu có yêu cầu khắt khe. Nghiên cứu này nhằm giải quyết vấn đề đó bằng cách phân tích hệ thống ảnh hưởng của các thông số công nghệ và loại điện cực graphite. Mục tiêu là xác định các điều kiện tối ưu để cải thiện tốc độ bóc tách vật liệu (MRR), giảm tốc độ mòn điện cực (EWR) và nâng cao chất lượng bề mặt (Ra), qua đó góp phần nâng cao hiệu quả tổng thể của quá trình gia công tia lửa điện.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư, và sinh viên trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí, công nghệ chế tạo, khoa học vật liệu, đặc biệt những người quan tâm đến gia công tia lửa điện, chế tạo khuôn mẫu và gia công vật liệu khó cắt gọt.

Luận án này tập trung nghiên cứu sâu rộng về quá trình gia công tia lửa điện (EDM) đối với thép dụng cụ 90CrSi, đặc biệt là gia công bề mặt trụ ngoài. Nghiên cứu có hệ thống ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đầu vào chủ chốt, bao gồm cường độ dòng phóng điện (IP), hiệu điện thế (SV), thời gian phát xung (Ton), thời gian ngừng phát xung (Toff), và các loại điện cực graphite khác nhau (HK0, HK15, HK20) đến ba chỉ tiêu đầu ra quan trọng: tốc độ bóc tách vật liệu (MRR), tốc độ mòn điện cực (EWR) và độ nhám bề mặt (Ra). Để đạt được mục tiêu này, nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp với các công cụ phân tích thống kê tiên tiến như Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) và mô hình hồi quy quá trình Gaussian (GPR) để xây dựng mối quan hệ định lượng. Đồng thời, các phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu như thuật toán di truyền sắp xếp không thống trị II (NSGA-II) cùng với AHP và MCDM được áp dụng để xác định tổ hợp thông số tối ưu, đảm bảo đồng thời đạt được MRR cao, EWR thấp và Ra tốt nhất. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp cơ sở lý luận vững chắc về mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ và hiệu suất EDM, mà còn mang lại các giải pháp thực tiễn có giá trị cao. Các thông số công nghệ tối ưu được đề xuất giúp nâng cao năng suất, chất lượng và kéo dài tuổi thọ dụng cụ trong gia công các chi tiết phức tạp từ thép 90CrSi, góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo chính xác.