Mm live presentationv2

414 views

Published on

Published in: Technology, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
414
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
14
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Mm live presentationv2

  1. 1. The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  FP7 - Research for the Benefit of SMEs Development of a next generation Micro-ECM sinking machine for the Automotive, Aerospace, & medical device sectors. €1.2 million in Funding   Dr. David Tormey 
  2. 2. Project Overview  ObjecUve  •  To develop a new generaUon of μECM  machine with nanosecond pulsing capability  and soWware simulaUon modelling of the  process  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  3. 3. TransnaUonal CollaboraUon  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  4. 4. Partners  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  No  Partner  Type  Country  1  IT Sligo  RTD/ Co‐Ord  Ireland  2  Vox‐Power  SME  Ireland  3  Brunel University  RTD  United Kingdom  4  CDAMC  RTD  Ireland  5  Sonplas   SME  Germany  6  Vrije Universiteit  Brussel  RTD  Belgium  7  Elsyca  SME  Belgium 
  5. 5. Brunel  CDAMC  Sonplas  Process development  +  Demonstrator  VUB  Elsyca  SimulaUon  SoWware  IT Sligo  Vox‐Power  PSU  Power Supply Unit  µECM  Process  Customizing Process  ProducUon Machine  concept  Customer  Partner relaUonships 
  6. 6. Process Advantages  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  •  Reduce the costs per part through  •  Shorter cycle Ume  •  No tool wear  •  Less down Ume (tool replacement)   •  Improved machining accuracy  •  Roundness  •  Repeatability  ‐ No need for dressing of electrode  •  PosiUoning of cathode  •  Improved surface quality   •  Roughness (Rt0.1µm)  •  Individual hole shape possibiliUes 
  7. 7. AutomoUve fuel injecUon systems  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  8. 8.              Requirements  •  Product – e.g. Diesel InjecUon nozzle  •  Requirements  – Micro Holes   – 100μm diameter  – 1 mm thick cross secUon  – < 10 second drilling cycle Ume  – Shape control (k‐factor control)  – Flow tolerance requirements ± 1 % Cpk 1.33  – Costs savings over the EDM process  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  9. 9. Project Workpackages  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  WP No.  Title  Ac7vity  Lead Partner  WP1  Project Management  MGT  ITSligo  WP2  Power Supply Development  RTD  VOX‐Power  WP3  ECM simulaUon soWware  RTD  Elsyca  WP4  Design, Test & Validate micro‐ECM   RTD  CDAMC  WP5  Build demonstrator prototype micro‐ECM machine  DEM  Sonplas  WP6  DisseminaUon‐ExploitaUon‐Knowledge transfer  RTD  Sonplas 
  10. 10. WP2 ‐  Power Supply Development  •  Typical PSU characteris7cs   Uses a pulsing stage fed through a filter to provide DC  voltage to a load.   Current PSU technology switches at 200kHz to 1MHz.   Current PSU technology uses silicon Mosfet switches.  •   uECM applica7on characteris7cs    Requires pulsed voltage without filtering.    Switching frequencies up to 50MHz.    AlternaUve switch technology required.  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  11. 11. Technical challenges  •  Custom circuit required to generate 50MHz  PWM control signal  •  Power switches must be extremely fast  switching <3nS, and must have very low  capacitance  •  Accurate measurement of circuit parameters  will be difficult at 50MHz  •  High frequency pulsed current will require  very low circuit parasiUc inductance   The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  12. 12. Power Supply: Requirements  •  IT Sligo & Vox Power have developed a PSU  that:  – Provides a width modulated pulse train up to a  frequency of 45 MHz  – Provides a pulse current amplitude up to 20 Amps  – Provides process feedback  – Communicates with system controller  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  13. 13. Power Supply: ParasiUcs  •  At 45 MHz normal cabling has significant  impedance characterisUcs  •  Therefore  – Traces and cabling must be kept to a minimum  – Pulse generaUon must be located as near as  possible to the tool  – Process gap model must be accounted for  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  14. 14. Power Supply: Pulse GeneraUon  •  Dual stage digital control  •  Dead band and synchronizaUon ensure pulse  shape and Uming  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  15. 15. Power Supply: Parameter Control  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  •  DigiUzed & analogue parameter feedback  •  Adjustable parameter limits 
  16. 16. Assessment of current status  •  Progress made    Load characterised    Spice SimulaUons completed    Power switch technology idenUfied and evaluated    PWM control circuit designed and verified    uC selected and soWware under development    1st pass prototype hardware  •  Issues idenUfied    IniUal tests show that controlling parasiUc elements is extremely  difficult    Probable that mulUple PCB iteraUons will be required to opUmise.    Delivering clean pulses to the inter electrode gap will require a lot  of design effort  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  17. 17. WP3‐ ECM SimulaUon: DL capacity  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  •  Effect of the double layer capacity 
  18. 18. SimulaUon: Tool InsulaUon  •  Effect of tool insulaUon  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  18  versus  AcUve  Insulated 
  19. 19. SimulaUon: Slew Rate  •  Effect of slew rate  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  19  toff  ton tslew  tslew  18 V/ns   T x 3.1  0.45 V/ns   0.225 V/ns   T x 1.7  T 
  20. 20. SimulaUon: Gap Size  •  Effect of gap size  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  20  t/sic/A02E-074E-07-0.001-0.000500.00050.001 t/sif/A02E-074E-0700.00020.00040.0006
  21. 21. WP 4 ‐ Test Bench Design 
  22. 22. Test and Validate Test Bench 
  23. 23. Test Rig results: Electrolytes    •  Sodium Nitrate (NaNO3) – Best   •  Sodium Chloride (NaCl) – Good  •  Phosphoric Acid (H3PO4) – Poor  •  Increased concentraUon increases MRR but  reduces localisaUon.  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 
  24. 24. Test Rig Results: Machined Hole  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1  •  Increasing pulse  duty cycle increased  MRR  •  Decreasing duty  increased  localisaUon 
  25. 25. Demonstrator Design   FiltraUon  system  Electrolyte  control  system 
  26. 26. µECM- Developed ECM Demonstrator

  27. 27. µECM- Developed ECM Demonstrator

  28. 28. Summary: Work Achieved  •  Modelling of IEG  •  Development of simulaUons and soWware  based around model  •  Development of ECM PSU  •  Development of test rig and validaUon of  model by test  •  Ongoing design and development of a  demonstrator machine  The research  leading to these results has received funding from the European Union  Seventh Framework Programme  (FP7/2007‐2013) under grant agreement № 262072,  µECM – Micro ECM for SMEs, Research for the benefit of SMEs FP7‐SME‐2010‐1 

×