Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ hợp lý khi xung mặt trụ ngoài thép 90CrSi có trợ giúp của rung động siêu âm

Gia công xung điện (EDM) là một phương pháp chế tạo phi truyền thống được ứng dụng rộng rãi để gia công các vật liệu có độ cứng cao và hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, EDM truyền thống còn tồn tại các hạn chế về năng suất gia công thấp, mòn điện cực cao và chất lượng bề mặt chưa tối ưu. Nhằm khắc phục những nhược điểm này và nâng cao hiệu quả quá trình gia công, nghiên cứu về sự hỗ trợ của rung động siêu âm (UVA-EDM) đã trở thành hướng tiếp cận đầy hứa hẹn. Luận án này tập trung vào việc xác định các thông số công nghệ hợp lý khi xung mặt trụ ngoài thép 90CrSi có trợ giúp của rung động siêu âm, góp phần tối ưu hóa quá trình sản xuất chính xác.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư, và sinh viên trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí, công nghệ chế tạo, vật liệu và gia công chính xác, đặc biệt là những người quan tâm đến gia công xung điện và các phương pháp cải tiến.

Nghiên cứu này giải quyết các thách thức của gia công xung điện (EDM) truyền thống bằng cách tích hợp công nghệ rung động siêu âm (UVA-EDM) để cải thiện hiệu suất gia công thép 90CrSi, một vật liệu có độ cứng cao được sử dụng rộng rãi trong chế tạo khuôn mẫu. Luận án đã phát triển một hệ thống thực nghiệm UVA-EDM để nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đầu vào như thời gian phát xung, thời gian ngắt xung, cường độ dòng điện, điện áp và biên độ rung động siêu âm lên các thông số đầu ra quan trọng: năng suất bóc tách vật liệu (MRR), nhám bề mặt (Ra) và lượng mòn cạnh điện cực (LWR). Bằng cách sử dụng các phương pháp mô hình hóa tiên tiến như Mô hình bề mặt đáp ứng (RSM) và Hồi quy quy trình Gauss (GPR), nghiên cứu đã xác định được các chế độ xung tối ưu cho từng mục tiêu đơn lẻ. Đặc biệt, luận án đã áp dụng kết hợp các phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu phức tạp như NSGA-II, Knee point, AHP và TOPSIS để tìm ra bộ thông số công nghệ tối ưu toàn diện, đáp ứng nhiều ràng buộc về hiệu suất. Phân tích hình thái học bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) cũng được thực hiện để đánh giá chất lượng bề mặt gia công dưới chế độ tối ưu, đồng thời so sánh sự khác biệt giữa gia công có rung siêu âm và không rung. Kết quả nghiên cứu không chỉ đóng góp vào cơ sở lý thuyết về UVA-EDM mà còn cung cấp hướng dẫn thực tiễn quan trọng cho việc gia công chính xác các chi tiết hình dạng phức tạp từ thép 90CrSi, mang lại giá trị ứng dụng cao trong ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất.