Kanika Rajain defenderá su tesis el jueves 23 de enero

• La defensa tendrá lugar en el Salón de Grados de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (Bilbao) y online a las 11:00 horas.

Kanika Rajain (Mathematical Design, Modelling and Simulations) defenderá su tesis el 23 de enero, en el Salón de Grados de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (Bilbao) y online a las 11:00 horas.  
Actualmente está realizando un doctorado en Matemática Computacional en la UPV/EHU y BCAM en España, donde se centra en el mecanizado CNC innovador de flancos de 5 ejes y sus aplicaciones. Posee un Máster en Matemáticas por el Instituto Nacional de Tecnología de Odisha (Rourkela), India, y una licenciatura en Matemáticas por la Universidad de Delhi, India. Sus investigaciones incluyen proyectos sobre evaluación de valores propios, métodos de optimización e inversión dinámica de deslizamientos sísmicos, que la han llevado a ser investigadora junior en el IIT de Hyderabad. Ha presentado sus investigaciones en varias conferencias internacionales y ha publicado en prestigiosas revistas académicas.

Su tesis doctoral, 5-Axis Computer Numerically Controlled (CNC) Flank Milling of Free-Form Surfaces Using Straight and Custom-Shaped Tools, está bajo la supervisión de Michael Barton (Group Leader.Ikerbasque Research Associate Professor Mathematical Design, Modelling and Simulations).

En nombre de todos los miembros del BCAM, nos gustaría desearle la mejor de las suertes en su próxima defensa de tesis.

Abstract:

Presentamos un nuevo método para el fresado de flancos en 5 ejes de superficies de forma libre. Los métodos actuales para planificar trayectorias de fresado de flancos suelen utilizar herramientas de fresado cilíndricas o cónicas estándar, que no son ideales para conseguir las tolerancias finas necesarias en la fabricación de superficies complejas de forma libre como álabes de turbina, engranajes o blisks. Sin embargo, nuestro enfoque basado en la optimización incorpora la forma de la herramienta al proceso de optimización, tratando de optimizar tanto las trayectorias de fresado como la forma de la herramienta. Dada una superficie de referencia de forma libre y una trayectoria guía que sugiere aproximadamente el movimiento de la herramienta, se analiza el movimiento tangencial de cuatro esferas alineadas en línea recta para determinar las posibles formas de la herramienta y sus movimientos. De este modo se obtienen datos Hermite G1 en el espacio de los movimientos de cuerpos rígidos, que luego se interpolan y se optimizan tanto para el movimiento como para la forma de la herramienta (capítulo 5). Mostramos nuestro algoritmo en superficies sintéticas de forma libre y en conjuntos de datos industriales de referencia, demostrando que las herramientas de forma personalizada pueden cumplir tolerancias industriales aceptables y superar a las herramientas tradicionales disponibles en el mercado.

Cuando se trata de superficies de forma libre muy complejas, se necesita más de una trayectoria de una herramienta recta para cubrirlas dentro de unas tolerancias de mecanizado elevadas. Para resolver este problema, en la década de los noventa se introdujeron estrategias de planificación de trayectorias de varias franjas. Sin embargo, estos métodos solían dar lugar a pequeños huecos o solapamientos entre trayectorias vecinas, lo que provocaba artefactos e imperfecciones en la pieza. Para superar estos problemas, proponemos un nuevo método de planificación de trayectorias multi-lama para el fresado de flancos en 5 ejes de superficies de forma libre (Capítulo 6). Este método pretende conseguir la continuidad G1 (plano tangente) de las bandas vecinas a lo largo de sus límites compartidos. Aunque puede que no sea posible conseguir simultáneamente la continuidad G1 y una alta calidad de aproximación para algunas geometrías, nuestro marco de optimización proporciona un buen equilibrio entre la precisión del mecanizado en términos de error de distancia y la conexión G1 de las bandas vecinas. Hemos probado nuestro algoritmo en superficies sintéticas de forma libre, así como en conjuntos de datos industriales de referencia, y los resultados muestran que podemos cumplir tolerancias industriales finas al tiempo que reducimos significativamente el ángulo de torsión de las tiras adyacentes, mejorando así el acabado de la superficie en términos de suavidad.

Nuestros resultados en la cuchilla blisk confirman el postulado del modelado de que puede lograrse la continuidad G1 para superficies suficientemente planas. El método propuesto se compara con el software comercial más avanzado, Siemens NX, tanto en la fase de simulación como en la de experimentación física (capítulo 7). Las comparaciones muestran que nuestro enfoque supera a NX en un orden de magnitud en términos de error máximo de aproximación, así como de suavidad en las trayectorias vecinas.