CFRP 鑽孔困難點與漢鼎超音波加工優勢
上次重點介紹了超音波加工案例在CFRP的優勢與CFRP的各項運用,其中CFRP的鑽孔加工部分相信是許多先進關注的議題。在碳纖維複合材料(CFRP)鑽孔加工的過程中,因為材質特性,一般來說對鑽削的刀具磨損較嚴重,鑽孔部分容易出現分層、毛刺、撕裂等等缺陷。
以下簡單介紹三種常見缺陷:
分層:鑽孔過程中,碳纖維材料在鑽削力的作用下產生層間應力,如果在孔出口一側不施加足夠的支撐,在孔出口處容易出現層間應力,若該應力超過了樹脂基體的強度,就很容易使的碳纖維與樹脂基體分開,產生分層缺陷,一般來說,鑽削軸向力越大,層間應力越大,就越容易產生分層現象。
毛刺:碳纖維複合材料具有非均勻性,並且碳纖維鋪層方向對制孔有較大的影響,材料的各向異性,刀具在不同的位置切削碳纖維的不同角度,會使部分碳纖維受到拉伸作用而並非剪切作用,這些都是導致在孔出口和入口處產生毛刺的因素。碳纖維複合材料對鑽孔刀具的磨損比較嚴重,所以當刀具鈍化後,不能順利將碳纖維切斷,也容易產生毛刺。
撕裂:碳纖維複合材料的鑽出有兩個階段,一是橫刃作用階段,橫刃切削速度慢且不鋒利,不能將材料切斷。而是主切削作用階段,主切削刃一邊向外推擠,一邊自身扭轉,這些都容易產生撕裂。
(引用文獻自:http://www.tanxw.com/news/hydt/1735.html)
漢鼎的超音波加工技術應對這三種缺陷,能做到以下改善:超音波刀把在旋轉運動與超聲波加工中的附加振動相互疊加,將切削阻力降低了40%,減緩刀具因阻力磨耗的情形。由於刀具的磨耗降低,也可以延緩毛刺出現的時間,大幅改善加工表面品質。密集而細微的振動也避免刀具與材料本身直接的撞擊撕扯,減少纖維撕裂、鑽孔下方破孔現象;另外,對於鑽孔而言,切削堆積造成的切削熱和切削堆積往往影響孔洞的品質、加劇刀具的磨耗,增加加工材料損失。除每一次超音波振動可以增加切削移除和切削熱不易聚積,漢鼎智慧科技的使用非接觸式的電能傳輸系統,更減少切削熱影響且能維持高轉速,讓刀具的旋轉運動更為順利。
每週漢鼎智慧科技將分享不同的複材加工案例,歡迎各位先進定期觀看我們的網頁及粉專獲取最新超音波加工的驗證成效!
參觀我們其他複材加工案例:
下期將會是PEEK的介紹以及超音波可對其的應用,再次歡迎有興趣的舊雨新知一同探討。
聯繫我們獲得更完整的解決方案!