Carbide kumpara sa Diamond Endmills para sa CFRP Trimming

Ang pangangailangan ng industriya ng aerospace para sa high-precision CFRP trimming ay nagpalakas ng pananaliksik tungkol sa pagpili ng materyales para sa tool. Bagama't nangingibabaw ang carbide endmills sa pangkalahatang pag-aayos ng makina , ang mabilis nilang pagsusuot sa abbrasive CFRP ay nagpapataas ng gastos sa produksyon. Ang mga diamond tool, kahit mahal, ay may pangako ng mas matagal na tibay dahil sa sobrang kanilang kahirapan (Vickers hardness: 10,000 kumpara sa 1,600 kgf/mm²). Tinatalakay ng pag-aaral na ito ang dalawang puwang: (1) quantitative comparison ng mga mekanismo ng pagsuot sa ilalim ng realistiko kondisyon ng pagputol, at (2) pagsusuri sa kabilang pagkakaisa para sa mataas na dami ng aplikasyon.

Pamamaraan

1. Disenyo ng Eksperimento

Workpiece: T800S/3900-2 CFRP (fiber volume: 60%, kapal: 12 mm). Mga tool:

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

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

Mga parameter ng machining na kinopya mula sa Airbus A350 component trimming.

2. Pagkuha ng Datos

Naipisalat ang pagsusuot ng kagamitan nang oras-oras sa pamamagitan ng laser confocal microscopy (Keyence VK-X1000). Ang delamination ay sinusuri ayon sa ASTM D7268 gamit ang micro-CT scanning.

Mga Resulta at Pagsusuri

1. Pag-unlad ng Pagsusuot

Ang mga diamond na tool ay nagpanatili ng flank wear na <0.15 mm pagkatapos ng 120 minuto, samantalang ang carbide ay lumampas sa 0.5 mm sa loob ng 75 minuto, na nag-trigger ng fiber pull-out (p<0.01, ANOVA).

2. Kalidad ng Ibabaw

Ang Ra divergence ay nabuo pagkatapos ng 90 minuto: diamond (1.2±0.3 μm) kumpara sa carbide (2.8±0.7 μm).

Talakayan

Ang pagganap ng diamond ay umaayon sa mas mataas na thermal conductivity nito (500 W/mK kumpara sa 110 W/mK), na nagbawas ng heat-induced matrix degradation. Gayunpaman, ang brittle fracture na obserbado sa feed rate na >0.12 mm/tooth ay nagmumungkahi ng mga limitasyon sa operasyon.

Kesimpulan

Ang diamond endmills ay higit na mabuti kaysa carbide pagdating sa paglaban sa pagsusuot (>3 beses na haba ng buhay) at kalidad ng ibabaw para sa CFRP trimming.

• Mahalaga ang optimization ng feed rate upang maiwasan ang pagkabasag ng diamond tool.

• Ang hinaharap na gawain ay dapat mag-evaluate ng mga disenyo ng hybrid na kagamitan para sa mga aplikasyon na sensitibo sa gastos.