Tối ưu hóa đa mục tiêu của một số tham số quy trình có tương quan trong gia công điện xung (EDM) Inconel 800 bằng phương pháp kết hợp

T. R. Paul1, A. Saha2, H. Majumder1, V. Dey1, P. Dutta1
1Production Engineering Department, National Institute of Technology, Agartala, Agartala, India
2Production Engineering Department, Haldia Institute of Technology, Haldia, India

Tóm tắt

Gia công điện xung (EDM) là một quy trình gia công phi truyền thống được sử dụng rộng rãi cho các vật liệu dẫn điện nhằm tạo ra hình dạng tinh vi hoặc phức tạp. Đối với bất kỳ ngành công nghiệp sản xuất nào, các tham số tối ưu của các biến kiểm soát là cực kỳ quan trọng để cải thiện nhiều đặc tính hiệu suất như độ nguyên vẹn bề mặt và năng suất. Bài báo này trình bày phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu dựa trên phân tích tỷ lệ (MOORA) kết hợp với phân tích thành phần chính (PCA) nhằm đạt được sự kết hợp tối ưu của các tham số EDM. Trong nghiên cứu này, phương pháp bề mặt phản hồi đã được sử dụng để thiết kế các thí nghiệm với ba tham số đầu vào, cụ thể là thời gian bắn xung (pulse-on time), thời gian nghỉ xung (pulse-off time) và dòng điện xung (pulsed current). Tất cả các thí nghiệm được thực hiện với các kết hợp tham số khác nhau và hiệu suất, cụ thể là tỷ lệ loại bỏ vật liệu (MRR) và độ nhám bề mặt (Ra). Kết quả phương pháp kết hợp MOORA-PCA và kết quả MOORA truyền thống đã được so sánh, và kết quả cho thấy các phương pháp được đề xuất chính xác trong việc dự đoán các phản ứng. Cuối cùng, các biến kiểm soát, bao gồm thời gian bắn xung (TON), thời gian nghỉ xung (TOFF) và dòng điện xung (Ip), được thiết lập lần lượt là 300 µs, 85 µs và 18 A, để đạt được MRR tối đa và độ nhám bề mặt tối thiểu.

Từ khóa

#gia công điện xung #EDM #tối ưu hóa đa mục tiêu #phân tích thành phần chính #vật liệu dẫn điện #tỷ lệ loại bỏ vật liệu #độ nhám bề mặt

Tài liệu tham khảo

Muthuramalingam T, Mohan B (2015) A review on influence of electrical process parameters in EDM process. Arch Civ Mech Eng 15(1):87–94 Tsai H, Yan B, Huang F (2003) EDM performance of Cr/Cu-based composite electrodes. Int J Mach Tools Manuf 43(3):245–252 Pachaury Y, Tandon P (2017) An overview of electric discharge machining of ceramics and ceramic based composites. J Manuf Process 25:369–390 Sharma P, Chakradhar D, Narendranath S (2017) Analysis and optimization of WEDM performance characteristics of Inconel 706 for aerospace application. Silicon 10(3):921–930 Majumder H, Maity K (2017) Optimization of machining condition in WEDM for titanium grade 6 using MOORA coupled with PCA—a multivariate hybrid approach. J Adv Manuf Syst 16(02):81–99 Ho K, Newman S (2003) State of the art electrical discharge machining (EDM). Int J Mach Tools Manuf 43(13):1287–1300 Khan A, Maity K (2016) Parametric optimization of some non-conventional machining processes using MOORA method. Int J Eng Res Afr 20:19–40 Chakravorty R, Gauri SK, Chakraborty S (2012) Optimization of correlated responses of EDM process. Mater Manuf Processes 27(3):337–347 Bhaumik M, Maity KP (2016) Multi response optimization by using the hybrid technique in electro discharge machining of AISI 304. Int J Eng Res Afr 26:68–75 Gadakh V (2011) Application of MOORA method for parametric optimization of milling process. Int J Appl Eng Res 1(4):743 Majumder H, Saha A (2018) Application of MCDM based hybrid optimization tool during turning of ASTM A588. Decis Sci Lett 7(2):143–156 Gadakh V, Shinde VB, Khemnar N (2013) Optimization of welding process parameters using MOORA method. Int J Adv Manuf Technol 69(9–12):2031–2039 Saha A, Mondal SC (2017) Multi-objective optimization of manual metal arc welding process parameters for nano-structured hardfacing material using hybrid approach. Measurement 102:80–89 Saha A, Mondal SC (2017) Multi-objective optimization of welding parameters in MMAW for nano-structured hardfacing material using GRA coupled with PCA. Trans Indian Inst Met 70(6):1491–1502 Adalarasan R, Santhanakumar M, Sundaram AS (2014) Optimization of weld characteristics of friction welded AA 6061–AA 6351 joints using grey-principal component analysis (G-PCA). J Mech Sci Technol 28(1):301–307 Adalarasan R, Sundaram AS (2015) Parameter design in friction welding of Al/SiC/Al2O3 composite using grey theory based principal component analysis (GT-PCA). J Braz Soc Mech Sci Eng 37(5):1515–1528 Paiva AP, Ferreira JR, Balestrassi PP (2007) A multivariate hybrid approach applied to AISI 52100 hardened steel turning optimization. J Mater Process Technol 189(1):26–35 Yih-Fong T, Fu-Chen C (2006) Multiobjective process optimisation for turning of tool steels. Int J Mach Mach Mater 1(1):76–93 Saha A, Mondal SC (2016) Multi-objective optimization in WEDM process of nanostructured hardfacing materials through hybrid techniques. Measurement 94:46–59 Rao TB, Krishna AG (2013) Simultaneous optimization of multiple performance characteristics in WEDM for machining ZC63/SiCp MMC. Adv Manuf 1(3):265–275 Saha A, Mondal SC (2018) Multi-criteria selection of optimal welding parameter in MMAW hardfacing using MOORA method coupled with PCA. Int J Mater Prod Technol 57(1–3):240–255 Saha A, Mondal SC (2019) Statistical analysis and optimization of process parameters in wire cut machining of welded nanostructured hardfacing material. Silicon 11:1313–1326. https://doi.org/10.1007/s12633-018-9924-y Saha A, Mondal SC (2017) Machining optimization of nano-structured hardfaced tool insert in WEDM using MOORA method. In: International conference on research into design. Springer, Berlin Saha A, Mondal SC (2017) Welding parameters optimization in MMAW assisted nano-structured hardfacing using desirability function analysis embedded with Taguchi method. In: International conference on research into design. Springer, Berlin Ubaid AM et al (2017) Optimization of EDM process parameters with fuzzy logic for Stainless Steel 304 (ASTM A240) Chandramouli S, Eswaraiah K (2017) Optimization of EDM process parameters in machining of 17-4 PH steel using Taguchi method. Mater Today Proc 4(2):2040–2047 Tomadi S et al (2009) Analysis of the influence of EDM parameters on surface quality, material removal rate and electrode wear of tungsten carbide. In: Proceedings of the international multiconference of engineers and computer scientists Shashikant AKR, Kumar K (2014) Optimization of machine process parameters on material removal rate in EDM for EN19 material using RSM. IOSR J Mech Civ Eng 2320:24–28 Nikalje A, Kumar A, Srinadh KS (2013) Influence of parameters and optimization of EDM performance measures on MDN 300 steel using Taguchi method. Int J Adv Manuf Technol 69(1–4):41–49 Brauers WK (2004) Optimization methods for, vol 342. Kluwer Academic Publishers, Boston Brauers WK, Zavadskas EK (2009) Robustness of the multi-objective MOORA method with a test for the facilities sector. Technol Econ Dev Econ 15(2):352–375 Karande P, Chakraborty S (2012) Application of multi-objective optimization on the basis of ratio analysis (MOORA) method for materials selection. Mater Des 37:317–324 Stanujkic D et al (2012) An objective multi-criteria approach to optimization using MOORA method and interval grey numbers. Technol Econ Dev Econ 18(2):331–363 Tansel İç Y, Yıldırım S (2013) MOORA-based Taguchi optimisation for improving product or process quality. Int J Prod Res 51(11):3321–3341 Siahaan APU, Rahim R, Mesran M (2017) Student admission assessment using multi-objective optimization on the basis of ratio analysis Pearson K (1901) LIII. On lines and planes of closest fit to systems of points in space. Lond Edinb Dublin Philos Mag J Sci 2(11):559–572 Majumder H et al (2017) Use of PCA-grey analysis and RSM to model cutting time and surface finish of Inconel 800 during wire electro discharge cutting. Measurement 107:19–30