Publication: Investigation on laser beam and micro electro discharge machining based hybrid micromachining
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Rashid, Mir Akmam Noor | en_US |
dc.contributor.supervisor | Tanveer Saleh, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Azhar Mohd Ibrahim, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Muhammad Mahbubur Rashid, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Syamsul Bahrin Abdul Hamid, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-07T03:02:25Z | |
dc.date.available | 2024-10-07T03:02:25Z | |
dc.date.issued | 2024 | |
dc.description.abstract | This research aims to develop a sequential hybrid micromachining technique that combines the advantages of laser beam micromachining (LBMM) and micro electro-discharge machining (µEDM). LBMM has the disadvantage of low machining quality, although laser machining offers a very fast processing time. While micro µEDM takes a longer time and has a slower material removal rate (MRR), the final product is of higher quality than laser-machined parts. This research shows that the sequential machining process (LBMM followed by µEDM) improves quality of the machined product with a faster processing time. In the process the LBMM is used to machine a pilot feature, and µEDM is then used to complete the feature. In the first stage of this research, we conducted experiments on stainless steel (type SS304) to determine how different input parameters of LBMM (laser power, scanning speed, and pulse frequency) affected the performance of the finishing technique, that is, the µEDM in this case. In this 1-D machining or micro-hole drilling, it was observed that the output performance of µEDM was significantly influenced by the laser input parameters, particularly scanning speed and power. The results of our research indicate that the µEDM finishing time can be significantly increased by using a higher laser scanning speed at a lower laser power during the pilot machining. However, the processing time for the EDM operation is shortened if the pilot hole drilling is done at a slower scanning speed and with a higher laser power. Our findings verify that the LBMM-based sequential machining technique leads to a significant reduction in machining time, tool wear, and instability (in terms of short circuit/arc) when compared to a purely µEDM process. The results of the experiment show that the input and output parameters of the sequential process have strong relationships. Because of this, a dual-stage modeling approach based on ANNs was developed to forecast the results of the sequential process. To evaluate the output performance of LBMM- µEDM based sequential process, in first step the laser parameters were varied and the µEDM input parameters was constant. In the second step, both the laser input parameter and the µEDM input parameters were altered in the subsequent phase of the research. The dual-stage modeling method was used, and this time the µEDM input parameters (voltage, capacitance, and EDM speed) were not kept the same. Root Mean Square Errors (RMSEs) were calculated for each data set and each output parameter (i.e., µEDM time, machining instability/short circuit count, and tool wear) to figure out the model accuracy. Average RMSE was calculated to be 0.050 (95% accuracy), 0.040 (96% accuracy), and 0.110 (89% accuracy) for the previously mentioned parameters. In this study's final phase, 3-D hybrid micromachining (milling) was tested using Response Surface Methodology (RSM) to identify the significant factors influencing this sequential hybrid micromachining. It was observed that laser milling input parameters (scanning speed, power, frequency, and loops) affecting significantly on the output responses of µEDM milling time, tool wear and machining instability (short circuit/arc count). | en_US |
dc.description.abstractarabic | يهدف هذا البحث إلى تطوير تقنية المعالجة الدقيقة الهجينة المتسلسلة التي تجمع بين مزايا المعالجة بالميكروماكينينج شعاع الليزر (LBMM) وتصنيع أجهزة التفريغ الكهربائي الدقيقة (ميكروجرام μEDM). لم لديها عيب انخفاض جودة الآلات، على الرغم من أن الليزر بالقطع يوفر وقت معالجة سريع جدا. في حين أن ميكرو ميكروجرام يستغرق وقتًا أطول ولديه معدل أبطأ لإزالة المواد (MRR)، فإن المنتج النهائي ذو جودة أعلى من الأجزاء التي تعمل بالليزر. يوضح هذا البحث أن عملية المعالجة المتسلسلة (LBMM متبوعة بـ μEDM) تعمل على تحسين جودة المنتج الميكانيكي مع وقت معالجة أسرع. في هذه العملية، يتم استخدام LBMM لتشغيل ميزة تجريبية، ثم يتم استخدام ميكروجرام لإكمال الميزة. في المرحلة الأولى من هذا البحث، أجرينا تجارب على الفولاذ المقاوم للصدأ (نوع سس 304) لتحديد كيفية مختلف المعلمات المدخلات من ب م (قوة الليزر، سرعة المسح الضوئي, وتردد النبض) أثر على أداء تقنية التشطيب، أي جهاز ميكروجرام في هذه الحالة. في هذا الحفر بالقطع أو الثقب الصغير المكون من 1 D، لوحظ أن أداء ناتج μEDM تأثر بشكل كبير بمعلمات مدخلات الليزر، وخاصة سرعة المسح والطاقة. تشير نتائج بحثنا إلى أنه يمكن زيادة وقت الانتهاء من ميكروجرام بشكل كبير باستخدام سرعة مسح ليزر أعلى بقوة ليزر أقل أثناء التشغيل التجريبي. ومع ذلك، يتم تقصير وقت المعالجة لعملية EDM إذا تم حفر الثقب التجريبي بسرعة مسح أبطأ وبقوة ليزر أعلى. نتائجنا تحقق من أن تقنية الآلات المتسلسلة القائمة على لبم يؤدي إلى انخفاض كبير في وقت بالقطع، وارتداء أداة، وعدم الاستقرار (من حيث ماس كهربائى/arc) عند مقارنتها بعملية ميكروجرام بحتة. تظهر نتائج التجربة أن معلمات الإدخال والإخراج للعملية المتسلسلة لها علاقات قوية. وبسبب هذا، تم تطوير نهج نمذجة المرحلة المزدوجة على أساس ANNs للتنبؤ بنتائج العملية المتسلسلة. لتقييم أداء ناتج العملية المتسلسلة القائمة على LBMM- μEDM ، كانت معايير الليزر في الخطوة الأولى متنوعة وكانت معايير مدخلات μEDM ثابتة. في الخطوة الثانية، تم تغيير كل من معلمة الإدخال بالليزر ومعلمات الإدخال ميكروجرام في المرحلة اللاحقة من البحث. تم استخدام طريقة نمذجة المرحلة المزدوجة، وهذه المرة لم يتم الاحتفاظ بمعلمات مدخلات μEDM (الجهد والسعة وسرعة EDM) كما هي. تم حساب أخطاء Root Mean Square (RMSEs) لكل مجموعة بيانات وكل معلمة إخراج (أي وقت ميكروجرام، وعدم استقرار المعالجة/عدد الدوائر القصيرة, وارتداء الأدوات) لمعرفة دقة النموذج. تم حساب متوسط RMSE ليكون 0.050 (دقة 95%) ، 0.040 (دقة 96%) ، و 0.110 (دقة 89%) للمعلمات المذكورة سابقًا. في المرحلة الأخيرة من هذه الدراسة، تم اختبار 3-D للميكروماكينينج الهجين (الطحن) باستخدام منهجية سطح الاستجابة (RSM) لتحديد العوامل الهامة التي تؤثر على هذا الميكرومكينينج الهجين المتسلسل. ولوحظ أن معلمات مدخلات الطحن بالليزر (سرعة المسح الضوئي والطاقة والتردد والحلقات) تؤثر بشكل كبير على استجابات الإخراج لوقت الطحن في μEDM وارتداء الأدوات وعدم استقرار المعالجة (دائرة/دائرة قصيرة/عدد القوس). الكلمات الرئيسية: LBMM؛ μEDM؛ التصنيع الدقيق الهجين؛ التصنيع الدقيق المتسلسل؛ النمذجة؛ | en_US |
dc.description.cpsemail | cps2u@iium.edu.my | en_US |
dc.description.degreelevel | Doctoral | |
dc.description.email | noorakmam@gmail.com | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Investigation on laser beam and micro electro discharge machining based hybrid micromachining / by Mir Akmam Noor Rashid | en_US |
dc.description.identity | G1819809Mirakramnoorrashid | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Bangladesh | en_US |
dc.description.notes | Thesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2024. | en_US |
dc.description.physicaldescription | 1 online resource (xxvii, 193 leaves) ; color illustrations. | en_US |
dc.description.programme | Doctor of Philosophy in Engineering | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/2964 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024 | en_US |
dc.rights | JOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM | |
dc.title | Investigation on laser beam and micro electro discharge machining based hybrid micromachining | en_US |
dc.type | Doctoral Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
1 - 2 of 2
Loading...
- Name:
- G1819809Mirakramnoorrashid_SEC.pdf
- Size:
- 30.49 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text
Loading...
- Name:
- G1819809Mirakramnoorrashid_SEC_COPYRIGHT_DECLARATION.pdf
- Size:
- 573.39 KB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Copyright Declaration