
这台占地59平方米的机器,是由德马吉森精机公司(DMG MORI)在AMRC复合材料中心加工小组负责人Kevin Kerrigan博士的指导帮助下完成设计和开发的,帮助DMG MORI 创造出可以面向世界市场的产品。
从高端豪华车辆单体车到下一代轻型航空发动机风扇叶片,DMU 340 G能够在复合材料加工方面显著改善其复合加工性能。除此以外它还能够进行钛钻孔和精加工操作,并且可以使用玻璃纤维增强铝(玻璃纤维在树脂层压板中散布铝板)和一系列高温复合材料等材料进行作业。
该机器的功能包括用于高精度和快速运动的线性电机,新型除尘技术,高压切削液输送系统,机器检测技术,以及工业4.0功能,如无线过程监控和控制技术,增强的连接和插件与AMRC数据分析套件接口的技术。
项目提案已经在进行中,该机器将为迈凯轮,罗尔 - 罗伊斯,波音,BAE系统和空客等公司提供应用。它还为可再生能源,医疗和建筑领域提供了机会。
“这台机器是DMU 340 G产品系列中第一台配备超声波辅助加工套件的产品,”Kerrigan说道,“它巩固了AMRC在复合材料加工领域世界领先研究的声誉。”
该机器超声波功能的优势在于高频运动 ——可以实现每秒40000个微小运动,可以更高程度地控制系统内的芯片形成和热量。这样这台机器可以带来是更小的危害,更少的浪费并达到更好的完成效果,这些优点使得这种技术非常适合加工碳纤维复合材料、合金和CMC等坚硬、粗糙或易碎的材料。
“超声辅助加工过程基本上与标准的旋转切削刀具操作相同,但增加了高调谐,微尺度,切削刀具的轴向运动,在切削过程中提供了二次运动,”Kerrigan解释说。这种额外的运动能够控制提供给切割界面的总能量,并进一步影响到与此过程相关的热能和断裂能量。“这种新机器还拥有带来更优秀加速度以及加速度改变性能的线性驱动器,该驱动器可以在5轴的工具路径中快速推动机器,将有助于在高速率产生复杂形状的同时保持一定的几何精度。有了这个线性驱动系统,机器就能达到90 m/min的运转速度。目前机器的进给率在保持在1到4m之间,主要由切割过程中产生的力所驱动,即使rpm超过每分钟20000转,在进给率足够高的情况下,仍然有加速工具生产的空间。这一划时代的差异,足以使生产力产生飞跃。”
新机器还实现了智能化,配备了智能的可定制控制器,使机器具有了集成过程监控技术,不仅可以测量性能的数据,还可以提高工具的使用寿命。
Kerrigan 还表示“这台机器的作用还体现在过程监控方面。840D控制器被认为是最先进的,可以提取过程信息,实现机器健康监控,车间连接和关闭环路自适应控制。它还可以链接到额外的实时改装过程测量,这些测量与工具磨损,零件损坏缺陷等相关联。这些有用的信息使我们能够更深入地了解复杂材料的加工操作。“
复合材料中心加工研究工作的一个基本部分是测量切削力和温度,因为它们提供了关于过程健康的大量信息,例如过程是否动态稳定,是否有任何颤振或强迫振动,刀具磨损率以及机床是否超出其功能或经历机械/轴承磨损。
“对于碳纤维基复合材料,即使金刚石作为工业中常见的切削刀具,你必须定期更换工具,因为它是一种高磨蚀性工艺 ,直到整个工艺成本的50-60%来自切割工具,”Kerrigan指出“将从这台机器中提取的建议数据可供人工智能平台(如IBM Watson)使用,以学习如何在不中断过程的情况下延长工具的使用寿命。”
“复合材料”机器能够在干式和湿式加工配置中运行,不会损坏机器运动部件,电子设备或操作员,并且通过快速移动速度具有高生产率。它还具有颗粒控制的门开启,红外测量探头和换刀装置引入了DMG新颖的模块化转盘设计。







