Ako dodávateľ CNC obrábiacich dielov som sa stretol s mnohými výzvami, pokiaľ ide o obrábanie kompozitných materiálov pre diely CNC. Kompozitné materiály, známe svojím vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti a vynikajúcej odolnosti proti korózii, sú v rôznych odvetviach stále populárnejšie. Ich jedinečné vlastnosti však predstavujú počas procesu obrábania niekoľko ťažkostí.
Nehomogenita
Jednou z najbežnejších výziev pri obrábaní kompozitných materiálov je ich nehomogenita. Kompozity sa zvyčajne skladajú z dvoch alebo viacerých odlišných materiálov, ako sú vlákna a matrica. Tieto materiály majú rôzne mechanické vlastnosti, čo môže viesť k nerovnomerným rezným silám počas obrábania. Napríklad pri rezaní kompozitu vystuženého z vlákien môžu byť vlákna silnejšie a brúsnejšie ako matrica. Výsledkom je, že nástroj na rezanie môže zažiť náhle zmeny v zaťažení, keď sa pohybuje materiálom, čo spôsobuje opotrebenie nástroja a rozbitie.
Na vyriešenie tohto problému je rozhodujúce vybrať vhodné nástroje na rezanie. Nástroje karbidu sú často uprednostňované na obrábanie kompozitov kvôli ich vysokej tvrdosti a odolnosti proti opotrebeniu. Okrem toho môže použitie strihového nástroja s ostrým okrajom pomôcť znížiť rezné sily a minimalizovať opotrebenie nástroja. Ďalším prístupom je upraviť parametre obrábania, ako je napríklad rýchlosť rezania a rýchlosť posuvu, aby sa zabezpečilo konzistentnejší proces rezania.
Delaminácia
Delaminácia je ďalšou významnou výzvou pri obrábaní kompozitných materiálov. Vzťahuje sa na oddelenie vrstiev v rámci kompozitu, ktoré sa môže vyskytnúť počas procesu rezania. Delaminácia môže oslabiť štrukturálnu integritu časti a znížiť jej výkon. Existuje niekoľko faktorov, ktoré môžu prispieť k delaminácii, vrátane rezných síl, geometrie nástroja a vlastností materiálu.
Aby sa zabránilo delaminácii, je dôležité používať správne techniky obrábania. Napríklad použitie vŕtačky s ostrým bodom a malým uhlom špirály môže pomôcť znížiť ťahovú silu a minimalizovať riziko delaminácie. Aplikácia podkladovej dosky za obrobkom môže navyše poskytnúť podporu a zabrániť tomu, aby sa vrstvy oddeľovali. Ďalším prístupom je použitie vysokorýchlostného procesu obrábania, ktorý môže znížiť rezné sily a minimalizovať teplo generované počas obrábania.
Vytiahnutie vlákien
Vyťahovanie vlákien je bežným problémom pri obrábaní kompozitov vystužených vláknami. Vyskytuje sa, keď sú vlákna vytiahnuté z matrice počas procesu rezania, zanechávajúc hrubý povrch a znižujú pevnosť časti. Vyťahovanie vlákien môže byť spôsobené niekoľkými faktormi, vrátane rezných síl, geometrie nástroja a orientácie vlákien.
Na minimalizáciu vyťahovania vlákien je dôležité vybrať vhodné nástroje na rezanie a parametre obrábania. Napríklad použitie nástroja s ostrým okrajom a vysokým uhlom sklonu môže pomôcť znížiť rezné sily a minimalizovať riziko vytiahnutia vlákien. Nastavenie rýchlosti posuvu a rýchlosti rezania navyše môže tiež pomôcť zlepšiť povrchovú úpravu a znížiť vyťahovanie vlákien. Ďalším prístupom je použitie maziva alebo chladiacej kvapaliny počas obrábania, čo môže pomôcť znížiť trenie a teplo generované počas procesu rezania.
Tvorba tepla
Generovanie tepla je významnou výzvou pri obrábaní kompozitných materiálov. Kompozity majú nízku tepelnú vodivosť, čo znamená, že teplo sa môže počas procesu rezania rýchlo hromadiť. To môže viesť k niekoľkým problémom vrátane opotrebenia nástroja, degradácie materiálu a delaminácie.
Na zvládnutie výroby tepla je dôležité používať správne chladiace techniky. Napríklad použitie chladiacej kvapaliny alebo maziva počas obrábania môže pomôcť znížiť trenie a teplo generované počas procesu rezania. Použitie vysokorýchlostného procesu obrábania môže navyše pomôcť znížiť čas rezania a minimalizovať generované teplo. Ďalším prístupom je použitie nástroja s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je napríklad nástroj potiahnutý diamantom, ktorý môže pomôcť efektívnejšie rozptýliť teplo.
Opotrebenie nástroja
Opotrebovanie nástroja je bežným problémom pri obrábaní kompozitných materiálov. Kompozity sú často abrazívne, čo môže spôsobiť, že nástroj rezania sa rýchlo opotrebuje. Opotrebovanie nástroja môže viesť k niekoľkým problémom, vrátane zníženej životnosti nástroja, zlej povrchovej úpravy a rozmerných nepresností.
Na zníženie opotrebenia nástroja je dôležité vybrať vhodné nástroje na rezanie a parametre obrábania. Napríklad použitie nástroja s vysokou tvrdosťou a odolnosťou proti opotrebeniu, ako je karbidový nástroj, môže pomôcť predĺžiť životnosť nástroja. Nastavenie rýchlosti rezania a rýchlosti posuvu navyše môže tiež pomôcť znížiť rezné sily a minimalizovať opotrebenie nástroja. Ďalším prístupom je použitie náteru nástrojov, ako je napríklad diamantový povlak, ktorý môže poskytnúť ďalšiu ochranu pred opotrebením.
Správa prachu a čipov
Ovrobenie kompozitných materiálov vytvára značné množstvo prachu a hranoliek, ktoré môžu predstavovať zdravotné riziko pre prevádzkovateľov a spôsobiť znečistenie životného prostredia. Okrem toho sa prach a triesky môžu hromadiť aj na nástroji na rezanie a obrobok, ktorý ovplyvňuje proces obrábania a znižuje kvalitu častí.
Na riadenie prachu a hranoliek je dôležité používať správne systémy zberu prachu a odstraňovania triesok. Napríklad použitie vysávača alebo zberateľa prachu môže pomôcť odstrániť prach a hranolky z oblasti obrábania. Okrem toho môže pomocou čipového dopravníka alebo systému odstraňovania čipu pomôcť zbierať a odstrániť čipy z obrobku. Ďalším prístupom je použitie chladiacej kvapaliny alebo maziva počas obrábania, čo môže pomôcť znížiť generovaný prach a hranolky a uľahčiť ich zhromažďovanie.
Záver
Záverom možno povedať, že obrábanie kompozitných materiálov pre časti CNC predstavuje niekoľko výziev vrátane materiálovej nehomogenity, delaminácie, vyťahovania vlákien, výroby tepla, opotrebenia nástroja a riadenia prachu a čipov. Pochopením týchto výziev a použitím správnych techník a nástrojov na obrábanie je však možné prekonať tieto problémy a produkovať vysoko kvalitné časti CNC. Ako dodávateľ CNC obrábajúcich dielov sa zaväzujeme poskytovať našim zákazníkom najlepšie možné riešenia pre obrábanie kompozitných materiálov. V tejto oblasti máme rozsiahle skúsenosti a odborné znalosti a používame najnovšie technológie a vybavenie na zabezpečenie najvyššej kvality a presnosti v našich procesoch obrábania.
Ak vás zaujíma nášHliníkové obrábanie dielov,Akrylová služba CNCaleboHliníkové opracované komponenty, Neváhajte a kontaktujte nás pre viac informácií a prediskutujte svoje konkrétne požiadavky. Tešíme sa na spoluprácu s vami a pomôžeme vám dosiahnuť vaše ciele.
Odkazy
- Dornfeld, DA, Minis, I., & Takeuchi, Y. (2001). Obrábanie kompozitných materiálov. CIRP Annals - Výrobná technológia, 50 (2), 603-626.
- Davim, JP (ed.). (2008). Obrábanie kompozitných materiálov. Publikovanie Woodhead.
- Tsao, CC, & Hocheng, H. (2001). Komplexná analýza delaminácie pri vŕtaní kompozitov plastových (CFRP) vystužených uhlíkovými vláknami. Kompozity časť A: Applied Science and Manufacturing, 32 (10), 1485-1496.
