คาร์ไบด์เปรียบเทียบกับดอกเอ็นมิลแบบไดมอนด์สำหรับงานตัดแต่ง CFRP

อุตสาหกรรมการบินและอวกาศต้องการ การตัดแต่ง CFRP ที่มีความแม่นยำสูง ได้กระตุ้นให้มีการวิจัยเรื่องการเลือกวัสดุของเครื่องมือตัดมากยิ่งขึ้น แม้ว่าดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์จะเป็นที่นิยมใช้ทั่วไป การแปรรูป แต่ก็พบว่าสึกหรออย่างรวดเร็วเมื่อใช้ตัด CFRP ที่มีความหยาบ ทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มสูงขึ้น แม้เครื่องมือที่ทำจากเพชรจะมีราคาแพง แต่ก็ให้ความทนทานยาวนานกว่า เนื่องจากความแข็งแรงสูงมาก (ค่าความแข็งวิกเกอร์ส: 10,000 เทียบกับ 1,600 กิโลกรัมแรง/มม.²) การศึกษานี้มุ่งแก้ไขจุดบกพร่องสองประการ ได้แก่ (1) การเปรียบเทียบเชิงปริมาณของกลไกการสึกหรอภายใต้เงื่อนไขการตัดที่ใกล้เคียงความเป็นจริง และ (2) การประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์สำหรับการใช้งานในปริมาณมาก

วิธีการตรวจ

1.การออกแบบการทดลอง

ชิ้นงาน: T800S/3900-2 CFRP (ปริมาณเส้นใย: 60%, ความหนา: 12 มม.) ดอกตัด:

• คาร์ไบด์: 6 ฟัน 10° มุมกัดเกลียว พื้นผิวเคลือบ AlTiN

• เพชร: 4 ฟัน แบบ PCD-tipped มุมกัดเกลียว 8°

พารามิเตอร์การกลึงเลียนแบบการตัดแต่งชิ้นส่วนของ Airbus A350

2.การเก็บรวบรวมข้อมูล

การสึกหรอของเครื่องมือวัดทุกชั่วโมงด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบเลเซอร์คอนโฟคัล (Keyence VK-X1000) การประเมินการแยกชั้นตามมาตรฐาน ASTM D7268 โดยใช้การสแกนด้วยไมโคร-ซีที

ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

1.การสึกหรอเพิ่มขึ้น

เครื่องมือเพชรรักษาการสึกหรอที่ด้านข้างได้ต่ำกว่า 0.15 มม. หลังจากใช้งานไป 120 นาที ในขณะที่คาร์ไบด์เกิน 0.5 มม. ภายใน 75 นาที ทำให้เกิดการดึงเส้นใยออก (p<0.01, ANOVA)

2.คุณภาพพื้นผิว

ค่า Ra เริ่มแตกต่างกันหลังจาก 90 นาที: เพชร (1.2±0.3 ไมครอน) เทียบกับคาร์ไบด์ (2.8±0.7 ไมครอน)

การสนทนา

สมรรถนะของเพชรสอดคล้องกับค่าการนำความร้อนที่สูงกว่า (500 W/mK เทียบกับ 110 W/mK) ลดการเสื่อมสภาพของเรซินจากความร้อน อย่างไรก็ตาม การแตกเปราะพบว่าเกิดขึ้นเมื่ออัตราการให้อาหารมากกว่า 0.12 มม./ต่อฟัน ซึ่งแสดงถึงข้อจำกัดในการใช้งาน

สรุป

ดอกสว่านเพชรเหนือกว่าคาร์ไบด์ในเรื่องความต้านทานการสึกหรอ (อายุการใช้งานยาวกว่า 3 เท่า) และคุณภาพผิวสำหรับงานตัดแต่ง CFRP

• การปรับปรุงอัตราการให้อาหารมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันการแตกของเครื่องมือเพชร

• งานในอนาคตควรประเมินการออกแบบเครื่องมือแบบผสมผสานสำหรับการใช้งานที่ต้องควบคุมต้นทุน