I. Свердіння
Свердіння композитних матеріалів значно відрізняється від буріння в металевих літальних конструкціях. Спеціальні тренування, більш високі швидкості та нижчі показники подачі мають важливе значення для досягнення точних отворів. Структури, що складаються з вуглецевого волокна та епоксиду, надзвичайно жорсткі та абразивні, що потребує використання спеціальних плоских або подібних чотирифтованих свердлінів. Арамідне волокно (Kevlar®) та епоксидні композити, хоча і не такі тверді, як вуглецеве волокно, важко просвердлити, якщо не застосовується спеціальний інструмент, оскільки волокна схильні до носіння або розриву, якщо вони не вирізаються, якщо вони вбудовані в епоксид. Спеціальні свердла з точками прищіпки та точками риб’ячого хвороби були розроблені для розриву волокон, перш ніж їх витягнуть із пробуреного отвору. Однак, коли секції Kevlar® та епоксидних ділянок проходять між двома металевими секціями, можуть бути використані стандартні повороти.
Ii. Обладнання
Пневматичні інструменти використовуються для бурових композиційних матеріалів. Вільна швидкість свердління двигуна може досягати до 20, 000 обертів за хвилину. Загальне правило для буріння композитів полягає у використанні високих швидкостей та низьких темпів подачі (тиску). Свердельне обладнання з керуванням живленням виробляє високу якість отворів порівняно з дрильними двигунами без нього. Рекомендується використання посібників для свердління, особливо для більш товстих ламінатів.
Не використовуйте стандартні шматочки шматки для свердління композитних конструкцій. Стандартна високошвидкісна сталь неприйнятна, оскільки вона стане тьмяною негайно, генерує надмірне тепло і спричиняє розшарування, розриву волокна та неприйнятну якість отворів.
Свердлові шматочки для вуглецевого волокна та скляного волокна виготовлені з алмазних матеріалів або твердого карбіду, оскільки волокна дуже жорсткі, а стандартні високошвидкісні сталеві (HSS) свердлинні шматочки тривають недовго.
Свердлові дрилі зазвичай використовуються, але також можна використовувати свердла Бреда. Кевларське волокно не настільки тверде, як вуглецеве волокно і може вмістити стандартні свердла HSS; Однак якість отвору може бути порушена. Кращим типом свердла є серпоподібна дриль у формі Кленк, який спочатку залучає волокна, а потім обрізає їх, що призводить до кращої якості отворів. Більші отвори можна прорізати за допомогою діамантових отворів для отворів або різаків, але мухоловки слід використовувати лише на пресах, а не на дрилі. (Як показано на малюнках 85, 86 та 87)
(Малюнок 85) Кленк -свердло для буріння Kevlar®
(Малюнок 86) Свердіння та ріжучі інструменти для композитів
(Малюнок 87) Автоматичне буріння та різання
Iii. Експлуатаційні процедури та запобіжні заходи
Композитні свердління двигунів працюють в межах від 2 000 до 20 000 об / хв і низьких швидкостей подачі. Свердлові двигуни, оснащені гідравлічними камерами подачі або іншими типами контролю подачі, є кращими, оскільки вони обмежують сплеск свердла з композитного матеріалу, зменшуючи пошкодження вибуху та розшарування. Частини, виготовлені з стрічкових виробів, особливо сприйнятливі до пошкодження вибуху, а деталі, виготовлені з матеріалів з тканини, менш схильні до нього. Композитні конструкції потребують металевих листів або тарілок як підкладки, щоб уникнути розриву. Дірки в композитних конструкціях, як правило, попередньо просвердлюються невеликим пілотним отвором, потім збільшуються з діамантовим покриттям або карбідним свердлом, і, нарешті, перемикаються до кінцевого розміру отвору з карбідним розпушувачем.
Зворотне свердління-це проблема, яка може виникнути, коли деталі з вуглецево-епоксидних деталей поєднуються з металевими деталями. Задній край отвору в ділянці вуглецевого волокна-епоксиду може бути розмитий або побитий металевими мікросхемами, витягнутими через композит. Це більш поширене, коли між частинами є прогалини або коли металеві стружки лінійні, а не фрагментовані. Зворотне свердління може бути пом'якшене шляхом регулювання швидкості подачі та швидкості, геометрії інструментів, затискання частин, додавання остаточного розмоування, використання ключі свердла або комбінації цих методів.
При бурінні композитних деталей спільно з металевими деталями металева частина може диктувати швидкість буріння. Наприклад, хоча титан сумісний з матеріалами з вуглецево-волоконно-епоксидних матеріалів з точки зору корозії, щоб запобігти металургійному пошкодженню титану, швидкість буріння повинна бути знижена. Титанові сплави просвердлюються з низькою швидкістю з високими темпами подачі. Свердли, придатні для титану, можуть бути не придатними для вуглецевого волокна або скляного волокна. Свердла для титану, як правило, виготовляються з кобальту-ванадію, тоді як свердла для вуглецевого волокна виготовляється з карбіду або покриття алмазом для посилення життя свердла та проведення точних отворів. Свердла HSS невеликого діаметра, такі як свердло №40, зазвичай використовуються для пілотних отворів вручну через їх відносно низьку вартість, компенсуючи їх обмежену тривалість життя. Сверделі HSS підходять лише для одного отвору.
Найпоширеніша проблема з використанням інструментів карбіду в ручних операціях буріння - це пошкодження інструментів (зокрема крайовий чіпп). Гострий свердління з повільним і постійним подачею може досягти отворів із допуском {{0}}. 1 мм (0. 0 04 дюйма) через вуглецеве волокно-епос і тонкий алюміній, особливо при використанні свердловини. Жорсткі інструменти можуть підтримувати більш жорсткі допуски. Коли структура під вуглецевим волокном-епокси є титаном, свердло може тягнути стружки з титану через вуглецеве волокно-епокси, збільшуючи отвір. У таких випадках для підтримки толерантності до діаметра отвору може знадобитися остаточна операція з розкладом. Дірки в композитних структурах з вуглецево-волокна потребують карбідних розчинів. Крім того, коли розпушник видаляє діаметр більше 0,13 мм (0,005 дюйма), вихідний кінець отвору вимагає належної підтримки для запобігання розтріскування та розшарування. Підтримка може бути забезпечена підструктурою або пластиною, закріпленою на задній поверхні. Типові швидкості розмивання становлять приблизно половину швидкості буріння.
Розрізання рідини, як правило, не використовуються або рекомендуються для буріння тонких (менше 6,3 мм або 0. Використання вакууму під час буріння композитів - це хороша практика, щоб уникнути вільно плавання вуглецевого пилу в робочій зоні.
Iv. Свердління
Коли в зборах слід встановити кріплення, що створюється, для композиційних конструкцій необхідне строку. Для металевих конструкцій 100 градусів зсув або кріплення голови напруги - це типові методи. У складених структурах існує два часто використовувані типи кріплення: 100 градусів голови напруги або кріплення голови напруги 130 градусів. Перевага головки на 130 градусів полягає в тому, що діаметр головки застібки може бути таким же, як і у 100 -градусних натяжних головних засобів, тоді як глибина голови така ж, як і у 100 -градусному застібці зсуву. Для флеш-кріплень у складених частинах рекомендується розробити інструмент для зустрічі з контрольованим радіусом між отвором та контрбором для розміщення радіуса філе на голову до шлюху на застібці. Крім того, для забезпечення належного зазору для виступаючих головних кріплень може знадобитися операції або шайби. Незалежно від використовуваного типу голови, у складеній структурі необхідно підготувати відповідну контртерс або камеру.
Інструменти карбіду використовуються для виробництва протиріччя в структурах вуглецевого волокна. Ці різаки протидії зазвичай мають прямі флейти, подібні до тих, що використовуються на металах. Для композитів з волоконно-епоксиду Kevlar використовується S-подібна позитивна флейта для різання граблі. Якщо використовуються прямі різаки для флейти або лічильники, на поверхню можна наносити спеціальну товсту клейку стрічку для очищення розрізаних кевларних волокон, але це менш ефективно, ніж S-форма-флейта. Рекомендується інструмент пілотного протиріччя, оскільки він забезпечує кращу концентрацію між отвором та протилежним рівнем та зменшує потенціал для прогалин під кріпленням через асиметрію або розшарування деталі.
Використовуйте датчик лічильника Micro-Stop для отримання послідовних контрбори. Не протирікайте глибше 70% глибини поверхневого шару, оскільки глибші протиріччя можуть знизити силу матеріалу. Використовуючи інструмент для пілотного лічильника, важливо регулярно перевіряти пілот на наявність зносу, оскільки знос може призвести до зменшення концентрації між отвором та інструментом Countersk. Це особливо застосовується для інструментів Countersk з лише однією передовою країною. Для пілотного протиріччя зрізання зубів розташуйте пілота в отвір і відрегулюйте різання зубів до максимального обертів, перш ніж ініціювати подачу зубців різання в отвір і готується до різання контрсінка. Якщо зубні зуби контактують із композитним матеріалом перед запуском двигуна свердла, може бути створено сміття.
V. Розрізання процесів та запобіжних заходів
Розріжкові інструменти, призначені для металів, - це або з короткого терміну експлуатації, або виробляють погані ріжучі краї при використанні на композитах. Інструменти, що використовуються для композитів, змінюються залежно від композитного матеріалу. Загальне правило для різання композитів - це висока швидкість із повільною подачею.
Пластмаса з армованою вуглецевою волокном (CFRP): Вуглецеві волокна надзвичайно жорсткі, а високошвидкісні сталеві інструменти швидко зношуються. Для більшості завдань обрізки та різання діамантові кругові леза - найкращий вибір. Шліфування можна зробити за допомогою наждачного паперу з глиноземи або кремнію або абразивною тканиною. Карбід кремнію має довший термін експлуатації, ніж глинозем. Шматочки маршрутизатора також можуть бути виготовлені з суцільного карбіду або покриття алмазом.
Пластмаса, армована скляною волокном (GFRP): Скляні волокна такі ж тверді, як вуглецеві волокна, а високошвидкісні сталеві інструменти швидко зношуються при їх використанні. Свердіння отворів у скляних волокнах слід проводити за допомогою того ж типу та матеріалу свердління, як і ті, що використовуються для вуглецевих волокон.
Арамідні (Kevlar®) волокно армовані пластмаси: Арамідні волокна не такі тверді, як вуглець та скляні волокна, а також можна використовувати інструменти з високошвидкісної сталі. Щоб запобігти розслабленню волокна на краях композитів арамідів, твердо тримайте частину перед стрижками. Арамідні композити потрібно підтримувати пластиковою підкладкою. Араміду та підкладку слід вирізати одночасно. Найкращий метод різання для арамідних волокон - це спочатку напружити їх, а потім зняти їх. Існує спеціально сформований різак, який може зчепити волокна, а потім порізати їх. Використовуючи ножиці для вирізання тканини кевлара або попередніх препаратів, повинна бути одна сторона з різаними лезами, а інша сторона з зубчастими або канавами. Ці зубці заважають ковзати матеріал. Завжди використовуйте гострі леза, оскільки вони можуть зменшити пошкодження клітковини. Після використання не забудьте негайно очистити засмічення ножиць, щоб запобігти пошкодженню від незареєстрованої смоли.
Використовуючи інструменти та обладнання, завжди носіть захисні окуляри та інші захисні передачі.
Vi. Ріжучий обладнання
Бандау - це найбільш часто використовуване обладнання в майстернях з технічного обслуговування для різання композитів. Рекомендується використовувати лопатки з покриттям з карбідами або алмазами без зубів. Типові зубчасті леза триватимуть недовго, якщо використовуватись для вирізання вуглецевого волокна або скляного волокна. Як показано на [мал. 88], пневматичні та ручні інструменти, такі як маршрутизатори, джеб -пилки, шліфувальні машини та різання колеса, можуть використовуватися для обрізки композитних деталей. Інструменти з покриттям з карбідами або алмазом забезпечують кращу обробку та довшу тривалість життя. Професійні варіанти включають ультразвукові, водяні та лазерні машини. Ці типи обладнання чисельно контролюються (NC) і виробляють чудову якість краю та отвору. Машини для різання Water Jet не можуть використовуватися на стільникових конструкціях, коли вони вводять воду в деталі. Ніколи не вирізайте нічого на обладнання, призначене для композитів, оскільки інші матеріали можуть забруднити композити.
(Малюнок 88)
Препреги можна вирізати за допомогою таблиці різання Гербер (ЧПУ). Використання цього обладнання прискорює процес різання та оптимізує використання матеріалів. Програмне забезпечення для проектування може обчислити, як вирізати шари складних форм. Як показано на малюнку 89:
:
(Рисунок 89) Стол -різання Гербер
Продовжувати
Джерело "Composites Frontier" загальнодоступний веб -сайт