Carburo vs Fresa de diamante para recortar CFRP

A demanda da industria aeroespacial por recorte de CFRP de alta precisión intensificou a investigación sobre a selección de materiais para ferramentas. Aínda que as fresas de carburo dominan a mecanizado ,o seu desgaste rápido en CFRP abrasivo eleva os custos de produción. As ferramentas de diamante, aínda que caras, ofrecen maior durabilidade debido á súa extrema dureza (dureza Vickers: 10.000 vs. 1.600 kgf/mm²). Este estudo aborda dous ocos: (1) comparación cuantitativa dos mecanismos de desgaste baixo condicións realistas de corte e (2) avaliación da viabilidade económica para aplicacións de alto volume.

Metodoloxía

1. Deseño experimental

Peza: CFRP T800S/3900-2 (volume de fibra: 60%, espesor: 12 mm). Ferramentas:

• Carburo: 6 canais, 10° de hélice, recubertas con AlTiN

• Diamante: 4 canais, punta de PCD, 8° de hélice

Os parámetros de mecanizado replicaron o recorte de compoñentes do Airbus A350.

2. Adquisición de Datos

O desgaste das ferramentas mídese cada hora mediante microscopía confocal láser (Keyence VK-X1000). A deslaminação avaliouse segundo ASTM D7268 empregando exploración con micro-TC.

Resultados e Análise

1. Progresión do Desgaste

As ferramentas de diamante mantiñan un desgaste de flanco inferior a 0,15 mm tras 120 minutos, mentres que o carburo superou os 0,5 mm aos 75 minutos, provocando a saída de fibras (p<0,01, ANOVA).

2. Calidade Superficial

A diverxencia Ra apareceu tras 90 minutos: diamante (1,2±0,3 μm) fronte a carburo (2,8±0,7 μm).

Debate

O rendemento do diamante alíñase coa súa maior condutividade térmica (500 W/mK fronte a 110 W/mK), reducindo a degradación da matriz inducida polo calor. Con todo, observouse fractura fráxil en velocidades de avance >0,12 mm/dente, o que suxire límites operativos.

Conclusión

As fresas de diamante superan ao carburo en resistencia ao desgaste (>3 veces máis vida) e acabado superficial para o recorte de CFRP.

• A optimización da velocidade de avance é fundamental para previr a fractura da ferramenta de diamante.

• Os traballos futuros deberían avaliar deseños de ferramentas híbridas para aplicacións sensibles ao custo.