Контроль давления охлаждающей жидкости обеспечивает огромную экономию энергии

Компания OPEN MIND поддерживает исследовательский проект Ганноверского института технологии производства и станкостроения Лейпцигского университета. Специалисты института исследовали, можно ли экономить энергию при выполнении механических работ, регулируя давление смазочно-охлаждающей жидкости. Компания OPEN MIND оказала финансовую поддержку проекту и предоставила геометрию компонентов и программное обеспечение для фрезерования и анализа. В ходе реализации проекта была разработана методика, позволяющая определить оптимальный уровень давления жидкости относительно степени износа инструмента. Результатом исследования является экономия энергии до 33 процентов. В будущем методы, основанные на машинном обучении, позволят управлять давлением жидкости по мере необходимости с помощью оптимизированного кода числового программного управления.

Профессор Беренд Денкена, магистры наук Талаш Малек и Марсель Вихманн, а также квалифицированный инженер Мартин Винклер представили свой проект в апрельском номере журнала Ассоциации немецких инженеров VDI-Z за 2022 год под названием «Планирование энергоэффективного процесса».

Поскольку авторы искали способы проектирования процессов обработки, чтобы сделать их более экологичными, они начали заниматься темой охлаждения под высоким давлением.

Системы подачи смазочно-охлаждающей жидкости под высоким давлением могут помочь продлить срок службы инструментов до 250 процентов, одновременно способствуя сокращению потребления станком энергии до 25 процентов.

Инструменты изнашиваются по-разному в зависимости от используемой стратегии обработки и скорости съема материала при фрезеровании. В определенный момент повышение давления жидкости больше не способствует увеличению срока службы.

Это также означает, что во многих ситуациях вводится ненужное количество охлаждающей жидкости. Исследователи провели тест механической обработки, разработанный OPEN MIND, который включает черновую обработку нескольких карманов в блоке Ti-6Al-4V с использованием концевой фрезы VHM.

В ходе исследования изучалось влияние различных стратегий обработки и давления жидкости на износ инструмента. На основе полученных результатов было разработано моделирование на основе машинного обучения, которое могло бы использовать данные процесса для прогнозирования степени износа инструмента.

Модель машинного обучения использовалась для имитации процесса обработки с различными уровнями давления жидкости. Испытания с использованием реальных компонентов подтвердили, что такие же качества поверхности и срок службы инструмента могут быть достигнуты при использовании пониженного уровня давления в зависимости от характера обработки.

Экономия энергии до 33 процентов была даже немного выше, чем ожидалось после запуска моделирования. Мы рады, что смогли внести свой вклад в этот проект, и мы впечатлены результатом, говорит доктор Йозеф Кох, технический директор OPEN MIND Technologies AG.

Для нас проект имеет то значение, что работа над ним привела к появлению двух методов дальнейшего развития наших CAD/CAM-систем. В будущем динамическое управление давлением жидкости может быть интегрировано в генератор кода числового программного управления HyperMILL.

Мы также изучаем, можно ли использовать прогностические модели для определения степени износа инструмента при использовании данного инструмента. Это позволит пользователям сравнивать различия в степени износа инструмента при использовании различных стратегий фрезерования. Это было бы интересным шагом вперед для нашего виртуального обрабатывающего центра hyperMILL.