Optimización paramétrica del mecanizado por electroerosión para acero AISI 1045

un estudio exhaustivo

Resumen

Este estudio investiga la optimización de los parámetros de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) para AISI 1045. Es un acero de carbono medio que se utiliza comúnmente en las industrias automotriz y aeroespacial debido a su resistencia, tenacidad y maquinabilidad equilibradas. Sin embargo, lograr una eficiencia de mecanizado óptima con un excelente acabado superficial en poco tiempo y sin desperdiciar material sobrante con EDM sigue siendo un desafío en general. La investigación se centra en la optimización de los parámetros de entrada clave de EDM como la corriente (LV), el voltaje (HV), el tiempo de activación del pulso (Ton) y el tiempo de desactivación del pulso (Toff), para mejorar el tiempo de mecanizado (Tm), la tasa de remoción de material (MRR), la tasa de desgaste del electrodo (EWR), la rugosidad superficial (Ra) y el radio base (R). Se utilizaron el diseño factorial completo y la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) para realizar experimentos y se empleó ANOVA para identificar los factores más significativos que influyen en las respuestas de salida. Se realizó una optimización multiobjetivo a través de la función de deseabilidad y los hallazgos se validaron mediante experimentos repetidos. Los resultados mostraron que el tiempo de activación del pulso (Ton), su interacción con el tiempo de desactivación del pulso (Toff) y la interacción de tres factores entre la corriente (LV), Ton y Toff fueron los factores más significativos que afectaron el rendimiento del mecanizado. La optimización de estos parámetros redujo el tiempo de mecanizado (Tm) a 623,21 segundos, mejorando así significativamente la eficiencia de la electroerosión. La tasa de eliminación de material (MRR) se maximizó a 0,0173 g/min, lo que resultó en un aumento considerable en la eficiencia de eliminación de material. La tasa de desgaste del electrodo (EWR) se minimizó a 0,0088 g/min, lo que prolonga la vida útil del electrodo y reduce los costos operativos. La rugosidad superficial (Ra) se mejoró a 0,0253 mm, lo que garantiza un acabado superficial de alta calidad. El radio base (R) se optimizó con éxito a 1,5298 mm, alineándose estrechamente con el objetivo deseado de 1,5 mm, lo que garantiza la precisión dimensional. Este estudio de investigación sobre la optimización de parámetros para la electroerosión de material AISI 1045 es fundamental para las industrias automotriz y aeroespacial que dependen del mecanizado de precisión, ya que la optimización de los parámetros de la electroerosión mejora la eficiencia, reduce el desperdicio de material y mejora la calidad del producto. Estos hallazgos ofrecen información valiosa para mejorar los procesos de electroerosión, especialmente en sectores que requieren geometrías complejas y alta precisión, como la fabricación automotriz y aeroespacial.