Evaluation of abrasive waterjet produced titan surfaces topography by spectral analysis techniques

Evaluación de la topografía de superficies de titanio producidas por chorro de agua abrasivo mediante técnicas de análisis espectral

Se realiza un estudio experimental de la topografía de una superficie de titanio de grado 2 preparada mediante corte por chorro de agua abrasivo utilizando métodos de análisis espectral. Los datos topográficos se adquieren mediante el perfilómetro óptico MicroProf®FRT. La estimación de la densidad espectral de potencia areal de la superficie estudiada se realiza mediante el método del periodograma combinado con el método de Welch. Se presta atención a una estructura de la densidad espectral de potencia areal, que se caracteriza mediante la densidad espectral de potencia angular. Esta estructura de la densidad espectral areal está vinculada a la textura fina de la superficie estudiada.

INTRODUCCIÓN

En las últimas décadas, la investigación y la práctica de la ingeniería se han caracterizado por el desarrollo de métodos no tradicionales de mecanizado de materiales. En esta categoría pueden incluirse diversas tecnologías de mecanizado de corte de alta velocidad mediante el uso de chorros de líquido. Mientras que la propia tecnología de mecanizado por chorro de alta velocidad está bien definida, sigue siendo deseable estudiar los parámetros de calidad del chorro de agua abrasivo (AWJ) en la profundidad de los cortes producidos. El intento de definir la profundidad de la zona en la que la superficie producida por AWJ es satisfactoria para la práctica habitual de la maquinaria ha sido realizado, por ejemplo, por Hashish [1,2]. Guo sugirió la clasificación de las zonas de corte mediante el análisis espectral de la rugosidad de la superficie y el mismo problema se ha resuelto también mediante un análisis topográfico basado en ondas [3,4]. Las irregularidades superficiales en forma de estrías se estudiaron en [5-7], donde también se presentaron los datos cuantitativos de la rugosidad superficial. La herramienta más utilizada en la práctica para medir la rugosidad superficial es el perfilómetro de aguja. Sus principales inconvenientes son la capacidad de evaluar únicamente la topografía de la superficie en dos dimensiones y el contacto con la superficie, que puede causar la destrucción de ciertas superficies y una interpretación errónea de los datos medidos. Los inconvenientes mencionados de la evaluación bidimensional de la calidad de una superficie conducen a la necesidad de una nueva generación de instrumentos que permitan una evaluación tridimensional sin contacto de la calidad de una superficie (a lo largo de una zona seleccionada de la superficie). Un instrumento de este tipo es el perfilómetro óptico MicroProf ® FRT (Fries Research & Technology GmbH).

Centraremos nuestra atención en el análisis espectral de los datos topográficos 3D superficiales obtenidos mediante el profi lómetro óptico MicroProf ® FRT a partir de superficies de titanio generadas por chorro de agua abrasivo.