Predicción de rugosidad en maquinado de compuestos con base de Peek usando metodología de superficie de respuesta

  • Francisco M
  • Issam H
  • Abdellatif K
  • et al.
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Abstract

La polieteretercetona (PEEK) pertenece a un grupo de polímeros termoplásticos de alto rendimiento que se utiliza ampliamente en componentes estructurales. Para mejorar las propiedades tribológicas y mecánicas, se añaden fibras cortas a los materiales termoplásticos. Por lo tanto, es necesario investigar el mecanizado de estos compuestos debido a las altas propiedades específicas y a sus usos potenciales. Este trabajo presenta la utilización de la metodología de superficie de respuesta (MSR) para estudiar los aspectos de la maquinabilidad del PEEK no reforzado (PEEK), del PEEK reforzado con 30% de fibras de carbono (PEEK CF30) y del PEEK reforzado con 30% de fibras de vidrio (PEEK GF30) con una herramienta de carburo cementado (K10). Este estudio establece las relaciones entre las condiciones de corte (velocidad de corte Vc y velocidad de avance Va) y la rugosidad (Rt, Ra, Rq, Rp), desarrollando modelos matemáticos de segundo orden. Se ha utilizado el diseño factorial para establecer el plan de experimentos y el análisis de varianza para comprobar la suficiencia de los modelos. Los modelos de predicción han mostrado validez dentro del rango de parámetros de corte utilizados. En lo que respecta a la influencia de las condiciones de corte, se ha demostrado que la variación de la velocidad de avance, dentro de los valores seleccionados, afecta más a los resultados que la variación de la velocidad de corte. Los resultados de los ensayos han mostrado que los materiales reforzados presentan una peor maquinabilidad en comparación con el termoplástico sin refuerzo. En este caso, el PEEK GF30 es el material que evidencia una peor maquinabilidad. Poly ether etherketone (PEEK) composite belongs to a group of high performance thermoplastic polymers and is widely used in structural components. To improve the mechanical and tribological properties, short fibers are added as reinforcement to the material. Due to its functional properties and potential applications, it's important to investigate the machinability of non-reinforced PEEK (PEEK), PEEK reinforced with 30% of carbon fibers (PEEK CF30), and reinforced PEEK with 30% glass fibers (PEEK GF30) to determine the optimal conditions for the manufacture of the parts. The present study establishes the relationship between the cutting conditions (cutting speed and feed rate) and the roughness (Ra, Rt, Rq, Rp), by developing second order mathematical models. The experiments were planned as per full factorial design of experiments and an analysis of variance has been performed to check the adequacy of the models. These state the adequacy of the derived models to obtain predictions for roughness parameters within ranges of parameters that have been investigated during the experiments. The experimental results show that the most influence of the cutting parameters is the feed rate, furthermore, proved that glass fiber reinforcements produce a worse machinability.

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Francisco, M.-C., Issam, H., Abdellatif, K., Abdallah, J., & Mohamed, B. (2015). Predicción de rugosidad en maquinado de compuestos con base de Peek usando metodología de superficie de respuesta. Ingeniería, Investigación y Tecnología, 14(4), 463–474. https://doi.org/10.1016/s1405-7743(13)72258-3

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