Karbido ir deimantinių galinių frezų palyginimas CFRP apdirbimui

Aviacijos pramonės reikalavimai dėl aukštos tikslumo CFRP apdirbimo padidino tyrimus dėl įrankių medžiagos pasirinkimo. Nors karbido galinės frezos yra naudojamos apdirbant įprastines apdirbimas ,jos greitai nusidėvi dėl abrazyvinio CFRP, todėl didėja gamybos kaštai. Deimantiniai įrankiai, nors ir brangūs, dėl didelio kietumo (Vickersio kietumas: 10 000 kontra 1600 kgf/mm²) gali būti iliau naudojami. Šis tyrimas užpildo dvi spragas: (1)kiekybinį nubrozdinimo mechanizmų palyginimą realiomis pjaustymo sąlygoms ir (2) ekonominio efektyvumo vertinimą didelės apimties gamybai.

Metodologija

1. Eksperimento planavimas

Darbo detalė: T800S/3900-2 CFRP (pluošto tūris: 60 %, storis: 12 mm). Įrankiai:

• Kietmetyje: 6 ašmenų, 10° kampuota sraigtinė linija, AlTiN danga

• Deimantas: 4 ašmenys, PCD antgaliai, 8° kampuota sraigtinė linija

Apdirbimo parametrai atitinka Airbus A350 komponentų apdirbimo procesus.

2. Duomenų registravimas

Įrankių nubrozdinimas matuojamas kas valandą naudojant lazerinę konfokalinę mikroskopiją (Keyence VK-X1000). Atplaišavimas vertinamas pagal ASTM D7268 standartą naudojant mikro-CT skenavimą.

Rezultatai ir analizė

1. Nubrozdimo progresavimas

Deimantiniai įrankiai išlaikė šoninį nubrozdėjimą <0,15 mm po 120 min., tuo tarpu kietmetinės medžiagos viršijo 0,5 mm jau po 75 min., sukeldami pluošto ištraukimą (p<0,01, ANOVA).

2. Paviršiaus kokybė

Po 90 min išsiskyrė Ra skirtumas: deimantas (1,2 ± 0,3 μm) vs. kietmetalis (2,8 ± 0,7 μm).

Diskusija

Deimanto našumas atitinka jo didesnį šilumos laidumą (500 W/mK vs. 110 W/mK), mažindamas šilumos sukeltą matricos degradavimą. Tačiau trapusis lūžis, stebimas esant padavimo spidui >0,12 mm/dantis, rodo eksploatacinius apribojimus.

Išvada

Deimanto galiniai gręžtuvai pranoksta kietmetalį dėl didesnės nubrozdinimų atsparumo (>3x ilgesnis tarnavimo laikas) ir paviršiaus apdorojimo kokybės CFRP apdailai.

• Padavimo spidnio optimizavimas yra kritiškai svarbus, kad būtų išvengta deimanto įrankio lūžimo.

• Būsimi darbai turėtų įvertinti hibridinių įrankių dizainus, skirtus kainos jautrioms aplikacijoms.