קליעי קרביד לעומת קליעי יהלום לעיבוד CFRP

התעשייה האווירית דורשת עיבוד CFRP בעל דיוק גבוה מהגביר מחקר על בחירת חומר הכלי. בעוד שקליעי קרביד מהווים את הסטנדרט בעיבוד כללי עיבוד ,השחיקה המהירה שלהם בחומרים אברסיביים כמו CFRP מעלה את עלויות הייצור. כלים מיהלום, למרות מחירים גבוהים, מבטיחים משך חיים ארוך יותר עקב הקשיות המופלאה שלהם (קשיות ויקרס: 10,000 לעומת 1,600 ק"ג/מ"מ²). המחקר הזה מטפל בשתי פערים: (1) השוואה כמותית של מנגנוני שילוף בתנאי קטע אופטימליים, ו-(2) הערכת נצילות כלכלית לייצור בגדלים גדולים.

שיטה

1.עיצוב ניסיוני

חומר גלם: T800S/3900-2 CFRP (נפח סיבים: 60%, עובי: 12 מ"מ). כלים:

• קרبيد: 6 שיניים, סליל 10°, מוכתם ב-AlTiN

• יהלום: 4 שיניים, קצה PCD, סליל 8°

הגדרות עיבוד מחקות גיזום של רכיבים מסוג Airbus A350.

2. איסוף נתונים

בקרת בלאי הכלים נעשתה בשעה קבועה באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי לייזרי (Keyence VK-X1000). הערכת היפרדות שכבות נעשתה לפי ASTM D7268 באמצעות סריקת מיקרו-CT.

תוצאות וניתוח

1. תהליך הבלי

כלים מיהלום שמרו על בליטה צדדית פחותה מ-0.15 מ"מ לאחר 120 דקות, בעוד שקרبيد חרג מ-0.5 מ"מ לאחר 75 דקות, מה שהוביל למשיכת סיבים (p<0.01, ANOVA).

2. איכות פני השטח

התפצלות Ra התרחשה לאחר 90 דקות: יהלום (1.2±0.3 מיקרו) לעומת סרמט (2.8±0.7 מיקרו).

דיון

הביצועים של היהלום תואמים את מוליכותם החום הגבוהה יותר שלהם (500 וואט/מ"ק לעומת 110 וואט/מ"ק), ובכך מפחיתים את פגינת המטריצה המושרית על ידי חום. עם זאת, שבר פריך שנצפה במהירות מזון שלמעלה מ-0.12 מ"מ/שיניים מצביע על הגבלות בתפעול.

סיכום

קליעי יהלום עוקפים ביצועים של סרמט ביחס להתנגדות לבלאי (מעל 3× משך חיים) ובגימור משטח בחריצה של CFRP.

• אופטימיזציה של קצבת המזון היא קריטית למניעת שבר בכלים יהלומיים.

• המחקר בעתיד צריך להעריך עיצובים היברידיים של כלים ליישומים רגישים מבחינת עלות.