Θεωρητική και πειραματική μελέτη παραμέτρων κατεργαστικότητας ινωδών πολυμερών-σύνθετων υλικών

Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται την κατεργασία σύνθετων πολυμερών υλικών ενισχυμένων με ίνες (fiber-reinforced polymer composites), τον πειραματικό σχεδιασμό, τη στοχαστική μοντελοποίηση, τη στατιστική συμπερασματολογία και την επίλυση θεωρητικών και εμπειρικών μοντέλων υπολογισμού χαρακτηριστικών της κοπής. Τα συγκεκριμένα υλικά, καταλαμβάνουν ολοένα και μεγαλύτερο μέρος στην παραγωγή προϊόντων υψηλής και εξειδικευμένης τεχνολογίας. Στόχος είναι ο έλεγχος της συμπεριφοράς του ενισχυμένου με ίνες υάλου πολυαμιδίου PA66-GF30 κατά την κατεργασία του με συμβατικές μεθόδους και η κατασκευή αξιόπιστων μοντέλων υπολογισμού των χαρακτηριστικών της κοπής, με τη δυνατότητα της μελλοντικής πρόβλεψης των τιμών τους.Βάσει της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, κατασκευάζονται και επιλύονται τα θεωρητικά και εμπειρικά μοντέλα των δυνάμεων κοπής, προσαρμόζοντάς τα στα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου ενισχυμένου πολυμερούς. Στη συνέχεια εξετάζονται βασικές παράμετροι κατεργαστικότητας στις συμβατικές κατεργασίες, ως προς τη επίδρασή τους σε μετρούμενα μεγέθη, πραγματοποιώντας ανάλογα πειράματα και συλλέγοντας δεδομένα από κατάλληλα μετρητικά όργανα. Συγκεκριμένα, με τη χρήση του παραγοντικού σχεδιασμού πειραμάτων (factorial design) και της ανάλυσης διακύμανσης (ANOVA) πραγματοποιείται η στοχαστική μοντελοποίηση των δυνάμεων κοπής και των παραμέτρων της τραχύτητας επιφανείας, ως προς την πρόωση και την ταχύτητα κοπής στις συμβατικές κατεργασίες, την τόρνευση, το φραιζάρισμα και τη διάτρηση. Τέλος, τα στοχαστικά μοντέλα συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα θεωρητικά και εμπειρικά ως προς το βαθμό συσχέτισής τους με πραγματικά δεδομένα, από όπου διαπιστώνεται ότι υπερισχύουν.Η εξαιρετικά υψηλή συσχέτιση που επιτυγχάνουν στις περισσότερες περιπτώσεις τα καταρτισμένα στοχαστικά μοντέλα επιτρέπει την εισαγωγή τους σε βιομηχανικές τράπεζες δεδομένων (data bases), που θα αποδίδουν τις παραμέτρους κατεργαστικότητας του συγκεκριμένου υλικού στις τρεις σημαντικότερες συμβατικές κατεργασίες και σε συγκεκριμένο εύρος μεταβολής των συνθηκών κοπής, με στόχο τη βελτιστοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας.