Carbide berbanding Diamond Endmills untuk Pemotongan CFRP

Industri aerospace memerlukan pemotongan CFRP berketepatan tinggi telah meningkatkan kajian dalam pemilihan bahan alat pemotong. Walaupun endmills carbide mendominasi pemesinan umum, pemesinan ,kehausan pantas mereka dalam CFRP yang berabrasif meningkatkan kos pengeluaran. Alat berlian, walaupun mahal, menjanjikan ketahanan yang lebih panjang disebabkan oleh kekerasan luar biasa (Kekerasan Vickers: 10,000 berbanding 1,600 kgf/mm²). Kajian ini menangani dua jurang: (1) perbandingan kuantitatif mekanisme kehausan di bawah keadaan pemotongan sebenar, dan (2) penilaian kebolehlaksanaan ekonomi untuk aplikasi berkeluasan tinggi.

Kaedah

1. Reka Bentuk Eksperimen

Komponen kerja: T800S/3900-2 CFRP (isipadu gentian: 60%, ketebalan: 12 mm). Alat-alat:

• Karbida: 6 alur, 10° heliks, bersalut AlTiN

• Berlian: 4 alur, berhujung PCD, 8° heliks

Parameter pemesinan meniru proses memotong komponen Airbus A350.

2.Pengumpulan Data

Kekurangan alat diukur setiap jam menggunakan mikroskop konfokal laser (Keyence VK-X1000). Pengelupasan dinilai mengikut ASTM D7268 menggunakan imbasan mikro-CT.

Keputusan dan Analisis

1.Kemajuan Kekurangan

Alat berlian mengekalkan kehausan sisi <0.15 mm selepas 120 minit, manakala karbida melebihi 0.5 mm pada 75 minit, mencetuskan penarikan gentian (p<0.01, ANOVA).

2.Kualiti Permukaan

Pencapahan Ra berlaku selepas 90 min: intan (1.2±0.3 μm) berbanding karbida (2.8±0.7 μm).

Perbincangan

Prestasi intan selaras dengan kekonduksian haba yang lebih tinggi (500 W/mK berbanding 110 W/mK), mengurangkan kehausan matriks akibat haba. Walau bagaimanapun, kegagalan rapuh yang diperhatikan pada kadar suapan >0.12 mm/gigi menunjukkan had operasi.

Kesimpulan

Endmil intan mengatasi karbida dari segi rintangan kehausan (>3× jangka hayat) dan kemasan permukaan untuk memotong CFRP.

• Pengoptimuman kadar suapan adalah kritikal untuk mencegah kegagalan alat intan.

• Kerja-kerja akan datang perlu menilai reka bentuk alat hibrid untuk aplikasi yang sensitif terhadap kos.