Ti6Al4V의 Wire-Cut EDM에서의 치수 정확도 및 표면 품질: 실험 연구 및 최적화

초록 Ti6Al4V는 뛰어난 강도 대 중량비로 널리 알려져 있으며, 항공 우주 및 생물 의학 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 본 연구는 원형성과 수직도, 치수 편차(DD), 테이퍼와 같은 기하학적 및 치수 오류를 최소화하기 위해 Wire-Cut 전기 방전 가공(WEDM) 매개변수를 최적화하는 데 중점을 둡니다. 주요 목적은 가공 정밀도를 높이고, 표면 완전성을 개선하며, 조립된 부품의 성능과 수명을 연장하는 것입니다. 실험 설계는 세 가지 주요 프로세스 매개변수인 펄스 온 시간(T ON), 펄스 오프 시간(T OFF), 서보 제어(CS)를 각각 세 가지 수준에서 사용하여 타구치 L9 직교 배열(OA)을 활용하여 개발되었습니다. 이 접근법은 강력한 분석을 유지하면서 필요한 실험 수를 효과적으로 줄였습니다. 이후 Gray 관계 분석(GRA) 기법이 적용되어 다수의 응답 최적화를 위한 글로벌 최적값을 얻었습니다. 회귀 방정식이 개발되어 프로세스 매개변수와 응답 간의 관계를 확립하였으며, 95% 신뢰 수준에서 검증이 수행되었습니다. 실험 결과는 사각형 기하학의 최적 매개변수 조합이 T ON 110 µs, T OFF 60 µs, CS 70%였으며, 원형 기하학에서는 T ON 106 µs, T OFF 58 µs, CS 80%에서 가장 좋은 결과가 얻어졌습니다. 주사 전자 현미경(SEM) 및 광학 현미경(OM)은 각각 사각형 및 원형 구멍에 대해 4.47 μm 및 4.11 μm의 표면 조도 값을 확인했습니다. 연구 결과는 최적화된 WEDM 매개변수가 가공 품질을 상당히 개선하고, 검사 시간을 단축하며, 높은 치수 정확도와 우수한 표면 마감을 달성하면서 생산 비용을 최소화했음을 보여줍니다.