Thanh bên bài viết

pdf
Số xuất bản: Số 87 (2026): Số 87 (07/2026)
Chuyên mục: KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
DOI: 10.65154/jmst.1059
Ngày xuất bản: 30/07/2026
Lượt xem 54
Lượt tải xuống 18
Trích dẫn bài báo
Trần, H. T., Bùi, C. N., & Vũ, T. T. T. (2026). NGHIÊN CỨU THÔNG SỐ QUY TRÌNH PHAY COMPOSITE Al6061/SiC BẰNG KỸ THUẬT TAGUCHI KẾT HỢP THUẬT TOÁN DI TRUYỀN. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải, 87, 128-135. https://doi.org/10.65154/jmst.1059
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

NGHIÊN CỨU THÔNG SỐ QUY TRÌNH PHAY COMPOSITE Al6061/SiC BẰNG KỸ THUẬT TAGUCHI KẾT HỢP THUẬT TOÁN DI TRUYỀN

Trần Hữu Thành1, Bùi Công Nam1, Vũ Thị Thu Trang1,
1 Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Bài báo trình bày phương pháp nghiên cứu thông số phay CNC cho vật liệu composite Al6061/SiC được chế tạo bằng phương pháp đúc khuấy cơ học. Thí nghiệm phay được thiết kế theo ma trận Taguchi L9 nhằm đánh giá ảnh hưởng của tốc độ trục chính, lượng chạy dao và chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) và tốc độ bóc tách vật liệu (MRR). Kết quả ANOVA cho thấy lượng chạy dao ảnh hưởng lớn nhất đến Ra (69.25%), trong khi chiều sâu cắt chi phối MRR (56.54%). Mô hình hồi quy đa thức được xây dựng và tối ưu hóa đa mục tiêu bằng biến thể của thuật toán di truyền NSGA-II. Dựa trên phương pháp chuẩn hóa trọng số cân bằng, bộ thông số tốt nhất được xác định tại vòng quay 3932 vòng/phút, lượng chạy dao 172 mm/phút và chiều sâu cắt 0.7 mm, cho Ra dự đoán 0.56 µm và MRR 772 mm³/phút. Phương pháp Taguchi-NSGA-II đã được chứng minh hiệu quả trong tối ưu hóa gia công vật liệu composite.

Abstract

is study presents an approach for investigating CNC milling parameters of Al6061/SiC composite material fabricated by the stir casting method. Milling experiments were designed using the Taguchi L9 orthogonal array to evaluate the effects of spindle speed, feed rate, and depth of cut on surface roughness (Ra) and material removal rate (MRR). ANOVA results indicate that feed rate has the most significant influence on surface roughness (69.25%), while depth of cut predominantly affects the material removal rate

(56.54%). Polynomial regression models were developed, and multi-objective optimization was performed using a variant of the genetic algorithm. Based on the balanced weight normalization method, the optimal machining parameters were determined at a spindle speed of 3932 rpm, a feed rate of 172 mm/min, and a depth of cut of 0.7 mm, resulting in a predicted Ra of 0.56 µm and an MRR of 772 mm³/min. The Taguchi-NSGA-II approach demonstrates its effectiveness in optimizing the machining performance of composite materials.

Keywords: Al6061/SiC, Taguchi, NSGA-II, Ra, MRR.

Từ khóa

Al6061/SiC, Taguchi, NSGA-II, Ra, MRR

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

[1] Z. Chen, F. Ding, Z. Zhang, Q. Liao, Z. Qiao, Y. Jin, M. Chen, B. Wang, A Review on Machining SiCp/Al Composite Materials, Micromachines (Basel). 15 (2024). https://doi.org/10.3390/mi15010107.
[2] V.Q. Vũ, Tổ chức, độ cứng và độ dai va đập của vật liệu composite AZ91/SiC ứng dụng trong chi tiết kết cấu ô tô, Tạp Chí Khoa Học Công Nghệ Hàng Hải (2023) 35–39.
[3] F.T. Teferi, K.P. Kolhe, A.A. Tsegaw, T.G. Borena, M. Avvari, The Advancement of Aluminum Metal Matrix Composite Reinforced with Silicon Carbide Particles (Al-6061/SiCp): A Review, in: Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications Engineering, LNICST, 2022. https://doi.org/10.1007/978-3-030-93712-6_22.
[4] B.K. Manickam, M.S. Dennison, S.K. Kuppusamy Vellingiri, S. Sellasamy, Optimization of drilling parameters for Al6061/Al6063–SiC–ZrO2 composites using TOPSIS considering microstructure and machinability, Sci. Rep. 15 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-23094-9.
[5] S. Balonji, L.K. Tartibu, I.P. Okokpujie, Prediction Analysis of Surface Roughness of Aluminum Al6061 in End Milling CNC Machine Using Soft Computing Techniques, Applied Sciences (Switzerland) 13 (2023). https://doi.org/10.3390/app13074147.
[6] U.A. Dabade, S.S. Joshi, Analysis of chip formation mechanism in machining of Al/SiCp metal matrix composites, J. Mater. Process. Technol. 209 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.10.057.
[7] R. Wang, M. Zhao, J. Mao, S.Y. Liang, Force Prediction and Material Removal Mechanism Analysis of Milling SiCp/2009Al, Micromachines (Basel). 13 (2022). https://doi.org/10.3390/mi13101687.
[8] E. Setyo Pradana, W. Sulistiyowati, Literature Review: Use of the Taguchi Method for Quality Improvement, PROZIMA (Productivity, Optimization and Manufacturing System Engineering) 6 (2022). https://doi.org/10.21070/prozima.v6i2.1575.
[9] V.Q. Vũ, X.T. Đinh, T.T.T. Vũ, Nghiên cứu tối ưu thông số in 3D FDM sử dụng kết hợp thiết kế thực nghiệm Taguchi và TOPSIS (Optimized study of 3D FDM printing parameters using combined Taguchi experimental design and TOPSIS), Tạp Chí Khoa Học Công Nghệ Hàng Hải (2026) 21–29. https://doi.org/10.65154/jmst.787.
[10] A. Shams, E. Bozorgi, M.R.N. Darbandi, S. Amirian, K. Rasheed, Evolutionary Computing Applications and Trends from 2010 to 2025: A Brief Review, in: 2026. https://doi.org/10.1007/978-3-032-13056-3_18.
[11] P.A. Vikhar, Evolutionary algorithms: A critical review and its future prospects, in: Proceedings - International Conference on Global Trends in Signal Processing, Information Computing and Communication, ICGTSPICC 2016, 2017. https://doi.org/10.1109/ICGTSPICC.2016.7955308.
[12] Y. Zhang, Review of evolutionary computation, in: International Conference on Computer Application and Information Security (ICCAIS 2024), SPIE, 2025: pp. 856–868. https://doi.org/10.1117/12.3060608.
[13] P.K. Jayashree, S. Sharma, S. Kumar, Bhagyalaxmi, M. Bangera, R. Bhat, Tension and Impact Analysis of Tungsten Inert Gas Welded Al6061-SiC Composite, Journal of Composites Science 7 (2023). https://doi.org/10.3390/jcs7020078.
[14] B.N. Venkatesh, U. Hebbal, K.B. Yogesha, M. Mruthunjaya, G.M. Swamy, Enhancing Tribological Characteristics of AA6061-SiC Composites via Response Surface Methodology, Journal of The Institution of Engineers (India): Series D 105 (2024). https://doi.org/10.1007/s40033-023-00610-7.
[15] N.K. Maurya, M. Maurya, A.K. Srivastava, S.P. Dwivedi, A. Kumar, S. Chauhan, Investigation of mechanical properties of Al 6061/SiC composite prepared through stir casting technique, Mater. Today Proc. 25 (2020) 755–758. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.09.003.
[16] A. Bhat, G. Kakandikar, Manufacture of silicon carbide reinforced aluminium 6061 metal matrix composites for enhanced sliding wear properties, Manuf. Rev. (Les. Ulis). 6 (2019). https://doi.org/10.1051/mfreview/2019021.
[17] K. Deb, A. Pratap, S. Agarwal, T. Meyarivan, A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II, IEEE Transactions on Evolutionary Computation 6 (2002). https://doi.org/10.1109/4235.996017.