Carbida vs Endmill Berlian untuk Pemotongan CFRP

Permintaan industri kedirgantaraan terhadap pemotongan CFRP presisi tinggi telah memperintens penelitian mengenai pemilihan bahan alat potong. Meskipun carbide endmills mendominasi umumnya mesin ,keausan cepat dalam CFRP yang abrasif meningkatkan biaya produksi. Alat potong diamond, meskipun mahal, menjanjikan ketahanan lebih lama berkat kekerasan ekstrem (kekerasan Vickers: 10.000 vs. 1.600 kgf/mm²). Studi ini membahas dua celah penelitian: (1) perbandingan kuantitatif mekanisme keausan di bawah kondisi pemotongan realistis, dan (2) penilaian kelayakhidupan secara ekonomi untuk aplikasi volume tinggi.

Metodologi

1.Desain Eksperimental

Benda kerja: T800S/3900-2 CFRP (volume serat: 60%, ketebalan: 12 mm). Alat potong:

• Carbide: 6-flute, 10° helix, berlapis AlTiN

• Diamond: 4-flute, berujung PCD, 8° helix

Parameter pemesinan meniru proses pemotongan komponen Airbus A350.

2.Pengumpulan Data

Ketahanan alat ukur dilakukan setiap jam menggunakan mikroskop konfokal laser (Keyence VK-X1000). Delaminasi dinilai berdasarkan ASTM D7268 menggunakan pemindaian micro-CT.

Hasil dan Analisis

1.Perkembangan Keausan

Alat berlapis inti mempertahankan keausan flank <0,15 mm setelah 120 menit, sedangkan karbida melebihi 0,5 mm pada 75 menit, memicu seretan serat (p<0,01, ANOVA).

2.Kualitas Permukaan

Perbedaan Ra muncul setelah 90 menit: intan (1,2±0,3 μm) vs. karbida (2,8±0,7 μm).

Diskusi

Kinerja intan sejalan dengan konduktivitas termal yang lebih tinggi (500 W/mK vs. 110 W/mK), mengurangi degradasi matriks akibat panas. Namun, patah rapuh teramati pada laju penyayatan >0,12 mm/gigi, menunjukkan batas operasional.

Kesimpulan

Endmill berlapis intan unggul dibanding karbida dalam ketahanan aus (>3× umur pakai) dan kualitas permukaan untuk pemotongan CFRP.

• Optimasi laju penyayatan sangat penting untuk mencegah patah pada alat berlapis intan.

• Pekerjaan masa depan sebaiknya mengevaluasi desain alat hibrida untuk aplikasi yang sensitif terhadap biaya.