Energie besparen door aanpassen koelsmeermiddeldruk

Kan er tijdens de bewerking energie worden bespaard door de koelsmeermiddeldruk aan te passen? Deze vraag is onderzocht door het Institute for Manufacturing Engineering and Machine Tools van de Leibniz Universiteit Hannover. Softwarehuis Open Mind ondersteunde het project financieel en leverde de componentgeometrie en programmering voor frezen en analyse.

Processen gebaseerd op machine learning zullen het in de toekomst mogelijk maken om de koelmiddeldruk naar behoefte te regelen met behulp van een geoptimaliseerde NC-code. (Foto: Malek/IFW)

In het project is een methode ontwikkeld waarmee afhankelijk van de optredende gereedschapsslijtage de optimale koelsmeermiddeldruk kan worden bepaald. Het resultaat: tot 33 procent energie kan worden bespaard. Processen gebaseerd op machine learning zullen het in de toekomst mogelijk maken om de koelmiddeldruk naar behoefte te regelen met behulp van een geoptimaliseerde NC-code.

Kwart van energieverbruik

Berend Denka, Talash Malek, Martin Winkler en Marcel Wichmann hebben hun project in nummer 4/2022 van het tijdschrift VDI-Z onder de titel ‘Energy -efficiënte procesplanning’ gepresenteerd. In hun zoektocht naar manieren om de metaalbewerkingsproductie ecologisch duurzamer te maken, bogen de auteurs zich over het onderwerp hogedrukkoeling.
Hogedruk koelsmeermiddel-systemen kunnen de levensduur van gereedschappen met maximaal 250 procent verlengen, maar veroorzaken momenteel ook tot 25 procent van het totale energieverbruik van een gereedschapsmachine.

Afhankelijk van de bewerkingsstrategie en het aantal gefreesde spanen, slijten gereedschappen anders. Vanaf een bepaald punt leidt het verhogen van de koelsmeermiddeldruk niet tot een verdere verlenging van de levensduur. Dit betekent ook dat er op veel plaatsen onnodig veel koelvloeistof wordt ingebracht. Onderzoekers voerden Open Mind’s testbewerking uit van het voorbewerken van meerdere kamers in een Ti-6Al-4V blok met een volhardmetalen vingerfrees en bestudeerden het effect van verschillende bewerkingsstrategieën en koelmiddeldruk op gereedschapsslijtage.

Simulatie wisselende druk

Op basis van deze bevindingen werd een op machine learning (ML) gebaseerde simulatie ontwikkeld die op basis van de procesgegevens gereedschapsslijtage kon voorspellen. Met behulp van het ML-model werd de bewerking met wisselende koelsmeermiddeldruk gesimuleerd. De validatie op het echte onderdeel bevestigde dat dezelfde oppervlaktekwaliteit en levensduur van het gereedschap kan worden bereikt met een lagere koelmiddeldruk, afhankelijk van de bewerkingssituatie. De daadwerkelijke energiebesparingen tot 33 procent waren zelfs iets hoger dan wat van de simulatie was verwacht.

Integreren in NC-code

“We zijn verheugd met het resultaat”, zegt Josef Koch, CTO van Open Mind Technologies. “Het project geeft ons twee invalshoeken voor de verdere ontwikkeling van ons CAD/CAM-systeem. De dynamische koelsmeermiddeldrukregeling zou in de toekomst kunnen worden geïntegreerd in de NC-codegeneratie van hyper MILL .We onderzoeken ook of de voorspellende modellen kunnen worden gebruikt om gereedschapsslijtage voor een gereedschapspad te bepalen. Hierdoor kunnen gebruikers de gereedschapsslijtage van verschillende freesstrategieën vergelijken. Dat zou een interessante aanvulling zijn op ons hyper MILL Virtual Machining Center.”

 

Bedrijvengids

Ook interessant voor jou

Automatisering

Nieuwe functie 5-assige radiale bewerking in hyper MILL CAD/CAM

21-11 Deze CAD/CAM software wordt gewaardeerd als een consistente totaaloplossing in de gereedschaps- en matrijzenbouw,…

Automatisering

Licentie om te besparen

10-11 Aesculap heeft een hoogwaardige afdeling voor prototypebouw, waar vrijwel alle nieuwe productontwikkelingen vorm krijgen.…

Verspanen

Open Mind op D2M met hyperMILL CAM-innovaties

19-09 Hier zal het de innovatieve technologieën in de huidige versie 2022 van haar hyperMILL…

Automatisering

Open Mind terug op Farnborough Airshow

11-07 Van 18 tot 22 juli komt de hele luchtvaartindustrie naar de Farnborough International Airshow…

Automatisering

OPEN MIND verwerft meerderheidsbelang in MES-fabrikant Hummingbird

02-02 Met de overname van Hummingbird Systems breidt OPEN MIND zijn portfolio van genetwerkte, gedigitaliseerde…

Automatisering

Uitbreiding hyperMILL met nieuwe functies en geoptimaliseerde strategieën

06-12 hyperMILL Virtual Machining draait om het betrouwbaar genereren, optimaliseren en simuleren van de NC-code.…

Verspanen

Werkstuk uitlijnen met één druk op de knop

07-07 Deze methode bespaart tijd en verhoogt de procesbetrouwbaarheid. Dit komt vooral tot uiting bij…

Automatisering

Automatisering CAM-programmering groeit sterk

19-04 “Hoe krachtiger de bewerkingscentra en de gereedschappen worden, hoe vaker CAM-programmering een knelpunt wordt”,…

Metaalnieuws inBeeld

20/04/2022

Komt u ook naar de MIX Noordoost 2022

09/05/2022

Morris Solutions, Retrofit beste optie voor kantbank WIFO Anema

19/02/2021

Voorbeschouwing Thema Plaatbewerking 23-02-2021

05/11/2020

Vakopleiding Techniek kweekt enthousiasme voor modern CNC verspanen