Hoge snelheid versus hoge efficiëntie frezen voor aluminium koellichamen

Naarmate de wereldwijde vraag naar hoogwaardige thermische oplossingen groeit, fabrikantengezichtsdruk om te optimaliserenaluminium koellichaamproductie.Traditioneel hoogsnelheidsfrezen domineert de industrie, maar opkomende, zeer efficiënte technieken beloven productiviteitswinst. Deze studie kwantificeert de afwegingen tussen deze methoden met behulp van echte bewerkingsgegevens en vult daarmee een kritieke lacune in toegepast onderzoek naar elektronicakoelcomponenten aan.

Methodologie

1.Experimenteel ontwerp

●Werkstuk:6061-T6 aluminium blokken (150×100×25 mm)

●Hulpmiddelen:6 mm hardmetalen frees (3-snijder, ZrN-gecoat)

●Controlevariabelen:

HSM: 12.000–25.000 RPM, constante spaanbelasting

HEM: 8.000–15.000 RPM met variabele inschakeling (50–80%)

2. Gegevensverzameling

● Oppervlakteruwheid: Mitutoyo SJ-410 profielmeter (5 metingen/werkstuk)

● Gereedschapsslijtage: Keyence VHX-7000 digitale microscoop (flankslijtage > 0,3 mm = defect)

● Productiesnelheid: cyclustijdregistratie met Siemens 840D CNC-logs

Resultaten en analyse

1.Oppervlaktekwaliteit

● Methode: HSM HEM

● Optimaal toerental: 18.000 12.000

●Ra (μm): 0,4 0,7

De superieure afwerking van HSM (p< 0,05) correleert met verminderde vorming van opgebouwde randen bij hogere snelheden.

2.Gereedschapslevensduur

● HSM-tools faalden bij 1.200 lineaire meters, vergeleken met de 1.800 meters van HEM

● De slijtage van de hechting was de dominante factor bij HSM-storingen, terwijl HEM-storingen een schurend patroon vertoonden

Discussie

1.Praktische implicaties

●Voor precisietoepassingen:HSM blijft de voorkeur genieten ondanks hogere gereedschapskosten

●Productie in grote volumes:De 15% snellere cyclustijd van HEM rechtvaardigt polijsten na de bewerking

2. Beperkingen

● Uitgesloten 5-assige bewerkingsscenario's

● Testen beperkt tot gereedschappen van 6 mm; grotere diameters kunnen de resultaten beïnvloeden

Conclusie

HSM levert een superieure oppervlakteafwerking voor hoogwaardige koellichamen, terwijl HEM uitblinkt in massaproductie. Toekomstig onderzoek zou hybride benaderingen moeten onderzoeken die HSM-afwerkingsstappen combineren met HEM-ruwbewerking.