PolyU Cipta Teknologi Pemotongan Berlian Bantu Medan Tenaga Berganda untuk Bahan Prestasi Tinggi
Penyelidik di The Hong Kong Polytechnic University (PolyU) telah mencapai kejayaan besar dalam bidang pembuatan ultra-tepat dengan membangunkan teknologi pemotongan berlian bantu medan tenaga berganda yang revolusioner. Teknologi ini menggabungkan medan laser dan magnet semasa proses pemotongan, menawarkan penyelesaian yang lebih efektif untuk memproses bahan prestasi tinggi yang semakin digunakan dalam pelbagai industri.
Teknologi LMDFDC: Gabungan Laser dan Magnet
Teknologi inovatif yang dikenali sebagai in-situ laser-magnetic dual-field assisted diamond cutting (LMDFDC) ini dibangunkan oleh Prof. Sandy To Suet dan pasukan penyelidiknya dari Jabatan Kejuruteraan Perindustrian dan Sistem PolyU. Prof. To juga berkhidmat sebagai Pengarah Bersama Makmal Teknologi Pembuatan Ultra-Tepat Utama Negeri.
"Ketika industri semakin menggunakan bahan prestasi tinggi dengan kekuatan dan kekerasan yang luar biasa, kaedah pemesinan tradisional sering kali gagal memberikan ketepatan yang diperlukan," jelas Prof. To. "LMDFDC menandakan terobosan teknologi dalam pemesinan bahan-bahan baru ini, membuka jalan baru untuk teknologi pembuatan ultra-tepat."
Mengatasi Kelemahan Kaedah Sedia Ada
Pemesinan bantu medan sedia ada mempunyai beberapa batasan yang ketara:
- Medan laser membantu melembutkan bahan keras-rapuh tetapi sering menyebabkan leburan atau kawah akibat pemanasan berlebihan
- Medan magnet dapat mengurangkan daya pemotongan dan meningkatkan penyebaran haba, tetapi kesannya tidak stabil merentasi pelbagai bahan
- Calar permukaan yang disebabkan oleh pengelupasan zarah keras dalam bahan seperti aloi entropi tinggi (HEAs) tidak dapat dielakkan
Dengan menggabungkan kedua-dua medan laser dan magnet, LMDFDC mensinergikan kekuatan kedua-dua medan sambil mengurangkan kelemahan masing-masing. Penyelidik membandingkan pendekatan baru ini dengan tiga kaedah pemesinan lain untuk bahan kerja HEA dan mendapati hasil yang jauh lebih unggul.
Kelebihan Teknologi LMDFDC
Melalui interaksi sinergi termo-magneto-mekanik multi-fizikal, teknologi LMDFDC menawarkan beberapa kelebihan utama:
- Permukaan lebih licin dengan kerosakan bawah permukaan yang berkurangan
- Haus alat yang berkurangan dengan peningkatan jangka hayat alat pemotongan
- Kestabilan pemotongan yang lebih baik dengan pencegahan pembentukan timbunan pada tepi alat
- Pencegahan kerosakan haba yang disebabkan oleh laser melalui peningkatan pemindahan haba oleh medan magnet
Prof. To menambah, "Penyelidikan ini antara yang pertama mengkaji secara menyeluruh bagaimana medan laser dan magnet berinteraksi semasa pemesinan ultra-tepat, dan bagaimana tindakan gabungan ini berbeza daripada menggunakan salah satu medan sahaja."
Implikasi untuk Industri Masa Depan
Teknologi ini mempunyai implikasi yang signifikan untuk industri berteknologi tinggi seperti:
- Aeroangkasa yang memerlukan bahan dengan kekuatan dan kestabilan luar biasa
- Tenaga yang memerlukan komponen dengan ketepatan ekstrem
- Pembuatan maju yang bergantung pada bahan prestasi tinggi untuk aplikasi kejuruteraan
Pasukan penyelidik kini dalam proses mempatenkan teknologi LMDFDC yang inovatif ini dan merancang untuk meneroka kombinasi tambahan medan tenaga untuk menyokong pembangunan pendekatan pemesinan multi-fizikal yang lebih serba boleh dan boleh dipercayai.
Asas Penyelidikan yang Kukuh
Penyelidikan ini dibangunkan berdasarkan kerja terdahulu pasukan Prof. To yang pada tahun 2017 mencadangkan teknik pemotongan berlian bantu medan magnet pertama di dunia. Penemuan terkini mereka telah diterbitkan dalam International Journal of Extreme Manufacturing dan mendapat sokongan kewangan daripada beberapa sumber termasuk:
- Program Umum Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China
- Dana Penyelidikan Umum Majlis Geran Penyelidikan
- Skim Pembiayaan Kerjasama Teknologi Tanah Besar-Hong Kong di bawah Dana Inovasi dan Teknologi
Penyelidikan ini bukan sahaja memperkenalkan teknologi pemesinan bantu medan berganda yang transformatif tetapi juga menyelidiki apa yang berlaku, apa yang berubah dan apa yang bertambah baik dalam bahan apabila medan berganda digunakan. Ini memperdalam pemahaman saintifik tentang transformasi bahan semasa proses bantu medan dan mekanisme asasnya, merapatkan jurang pengetahuan kritikal untuk mereka bentuk kaedah pemesinan medan berganda masa depan untuk pelbagai bahan maju.
