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Optimisation of free-form milling with ball-end tools through computational manufacturing

Projektbeschreibung

Das Freiformflächenfräsen verbessern

Das Kugelkopffräsen ist das übliche Fertigungsverfahren für die Bearbeitung komplexer Freiformflächen im Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Energiesektor. Aufgrund von Abweichungen in puncto Nenndurchmesser, Schnittgeschwindigkeit und Werkzeugausrichtung entstehen jedoch erhebliche technische Herausforderungen hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit und Genauigkeit. Mit Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm soll Projekt CVISION die Effizienz und Präzision des Freiformflächenfräsens durch fortschrittliche computergestützte Fertigungstechniken zu verbessern. Zu diesem Zweck wird eine Anwendungsprogrammierschnittstelle entwickelt, um eine prädiktive Modellierung in CAD/CAM-Software zu integrieren und optimale Werkzeugwinkel, -wege und -geschwindigkeiten mittels Simulationen zu ermitteln. Dies wird zu einer verbesserten Prozessplanung, kürzeren Produktionszeiten und weniger Abfall führen und somit die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie erhöhen.

Ziel

Free-form surfaces are present in key industries such as aerospace, automotive, and energy, fulfilling both aesthetic and functional requirements. Ball-end milling is preferred for manufacturing due to its high efficiency and precision. However, the large number of variables makes the process challenging and not fully understood. The intermittent cutting characteristics, along with changes in tool-workpiece contact and variations in effective cutting speed, are some of the difficult aspects to predict that significantly impact surface quality and part accuracy. Additionally, depending on the tool orientation, the transition between ploughing and shearing as the predominant mechanisms can occur, with the transitional zone not being well understood. This research proposes the development of a robust methodology to integrate predictive mathematical models into commercial CAD/CAM software, enhancing the precision of ball-end milling of free-form geometries. The project will focus on understanding the cutting phenomena, particularly the transition between shearing and ploughing, and implementing cutter workpiece engagement (CWE), and the cutting forces within the CAM software environment for finishing operations with ball-end mills. The expected outcomes include new insights into the milling process, a robust methodology for modelling outputs, and the development of an API capable of predicting machining outcomes. This will provide tools for improving programming efficiency, reducing waste, and aligning with sustainability goals, thereby enhancing the academic understanding of the process and the competitiveness of the industry.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

INSTITUTO DE ENGENHARIA MECANICA
Netto-EU-Beitrag
€ 191 343,12
Adresse
AVENIDA ROVISCO PAIS 1 INSTITUTO SUPERIOR TECNICO
1049-001 Lisboa
Portugal
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten