CFRPの高速エッジトリミングと、音響放出を使用したルーターツールのパフォーマンスのオンライン監視

炭素繊維強化ポリマー（CFRP）は、機能性能の向上につながる優れた機械的特性により、航空宇宙、自動車、海運業などの多くの工業分野で幅広い用途を発見しました。この論文では、CFRPのエッジトリミングに関する実験的研究は、さまざまな切断条件と、らせん、毛づくろい、バリ型ツールなどのツールのさまざまなジオメトリで行われました。調査には、さまざまな加工条件に対する切断力の測定と、トリミングされたエッジの表面品質に対する影響が含まれます。CFRPを加工するために選択された最新の切削工具（ルーターツールまたはBURRツール）は、切断エッジと表面に複雑なジオメトリを備えているため、直接ツール摩耗評価の従来の方法は適用されません。ルーターツールの性能をオンラインモニタリングするために、音響放出（AE）センシングが使用され、さまざまな種類のツールのAE信号と機械加工の長さとの関係を決定しました。調査では、平らなカッティングエッジを備えたルーターツールは、トリミングされたエッジに剥離がなく、より低い切断力とより良い表面仕上げを生成することにより、パフォーマンスが向上することが示されました。切断力の予測のための数学的モデリングも、人工ニューラルネットワークと回帰分析を使用して行われました。

Carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) have found wide-ranging applications in numerous industrial fields such as aerospace, automotive, and shipping industries due to their excellent mechanical properties that lead to enhanced functional performance. In this paper, an experimental study on edge trimming of CFRP was done with various cutting conditions and different geometry of tools such as helical-, fluted-, and burr-type tools. The investigation involves the measurement of cutting forces for the different machining conditions and its effect on the surface quality of the trimmed edges. The modern cutting tools (router tools or burr tools) selected for machining CFRPs, have complex geometries in cutting edges and surfaces, and therefore a traditional method of direct tool wear evaluation is not applicable. An acoustic emission (AE) sensing was employed for on-line monitoring of the performance of router tools to determine the relationship between AE signal and length of machining for different kinds of geometry of tools. The investigation showed that the router tool with a flat cutting edge has better performance by generating lower cutting force and better surface finish with no delamination on trimmed edges. The mathematical modeling for the prediction of cutting forces was also done using Artificial Neural Network and Regression Analysis.