Electrical erosion micro hole drilling of aerospace materials

Abstract

Havacılık endüstrisinde yüksek üretim standartları gereklidir. Bu gereksinimlerden biri imal edilen parçalarının ölçü ve yüzey hassasiyetidir. Elektro Erezyonla İşleme (EEİ) geleneksel olmayan hassas üretim yöntemleri arasında önemli bir yere sahiptir. Mikro delik-EEİ, yüksek boy-çap oranına sahip delikleri delmek için yaygın olarak tercih edilir. Bu çalışmada, Mikro delik-EEİ süreci incelenmiş ve havacılık malzemeleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu malzemeler Nikel alaşımı Inconel 718 ve Titanyum alaşımı Ti-6Al-4V olarak seçilmiştir. EEİ'nin etkilerini incelemek için giriş parametreleri olarak; deşarj akımı (I), akım uygulanma (Ton) ve bekletme (Toff) süresidir. Giriş parametrelerinin etkilerini analiz etmek için Çıktı parametreleri; malzeme kaldırma oranı (MKO), yüzey pürüzlülük değeri (Ra) ve elektrot aşınma oranıdır (EAO). Deney tasarımı (DT) Taguchi metodu ile oluşturulmuştur. Sonuçlar regresyon analizi ile matematiksel bir model haline getirilip, bu model aracılığıyla girdi parametreleri ve performans parametreleri arasındaki ilişki yorumlanmıştır. Modelin güvenilirliği varyans analizi ile doğrulanmıştır. Regresyon analizi optimizasyonu ile MKO, EAO ve Ra'nın optimum değerlerine ulaşılması hedeflenmiştir. Sonuçların geçerliliği validasyon deneyleri ile desteklenmiştir.

High production standards are required in the aviation industry. One of these requirements is the dimentional accurancy and surface quality of the manufactured parts. Electrical Discharge Machining (EDM) is one of the precise production method in the non-traditional manufacturing methods. Micro hole-EDM is widely preferred for drilling high aspect ratio holes. In this study, Micro hole-EDM process was investigated and its effects on the aerospace materials were examined. These materials were selected as Nickel alloy Inconel 718 and Titanium alloy Ti-6Al-4V. The EDM parameters were selected as; discharge current (I), pulse on time (Ton) and pulse off time (Toff). The Output parameters were selected as; material removal rate (MRR), surface roughness value (Ra) and electrode wear rate (EWR). Design of Experiment (DOE) was created by the Taguchi method. The results were transformed into a mathematical model with regression analysis, and the relationship between input parameters and response parameters was interpreted through this model. Reliability of the model was analyzed by analysis of variance. With regression analysis optimization, it is aimed to reach the optimum values of MRR, EWR and Ra. Validity of the results was supported by validation experiments.