Kihívások a szénszálas kompozit alapanyagok megmunkálásában

szenszal_sandvik_cikkbeA kompozit alapanyagok jellemzően kettő vagy több, változatos tulajdonságokkal rendelkező összetevő “társításából” létrejött, az egyes alkotók önálló jellemzőit felülmúló tulajdonságokkal bíró anyagok. Ezeknek az anyagtípusoknak a megmunkálása viszont koránt sem olyan egyértelmű, ezért a Sandvik úgy döntött, hogy létrehozza a Composite Machining honlapot, ahol szinte minden kérdésükre választ kaphatnak a kompozit anyagok forgácsolása iránt érdeklődők. De mitől olyan érdekes ezeknek az anyagoknak, például a fúrása?

Már elsőre szembetűnő, hogy ezekben az anyagokban az egyes alkotók más-más fizikai tulajdonságai adják a forgácsolás igazi nehézségét. Az inhomogén összetétel miatt a forgácsolási környezet folyamatosan változik. Nézzük például a szénszál erősítésű műanyagokat, melyek kis tömegük miatt igen elterjedtek a repülőgépiparban.

szenszal_sandvik_slider

Néhány problémaforrás

A szénszál erősítést nagy szilárdsága miatt alkalmazzák ezekben az anyagokban, viszont emiatt erős kopás jelentkezik a szerszámon és a forgácsolt felület is szálkás, rojtos lehet és a nagy rugalmassági modulus miatt abrazív kopás is jelentkezik. A mátrix érzékeny a hőhatásokra és megolvadhat, valamint a lemezes felépítés miatt az forgácsolás erőhatásaira szétválhatnak a rétegek.

Lehetőségek

Ilyen alapanyag forgácsolásakor nehéz általános érvényű irányelvet megfogalmazni. A Sandvik Coromant szakértői az alábbiakat javasolják kiindulási alapnak szénszál erősítéses anyagok fúrásához:

  • a forgácsolási sebesség 60-120 m/perc
  • az előtolás értéke 0.02-0.15 mm/fordulat
  • polikristályos gyémánt szerszámok használata
  • rétegek szétválásakor csökkenteni kell az előtolást, és ha az sem segít, módosítani kell a geometriát
  • rojtosodáskor pozitív geometriát és/vagy megnövelt előtolást és sebességet kell választani
  • nagyon rövid szerszámélettartam esetén kevésbé pozitív geometriát és más szerszámanyagot kell alkalmazni
  • figyelni kell a befogásra is, mivel ezek az alkatrészek általában elég vékonyak és hajlamosak a rezonanciára
  • ahol csak lehet, száraz megmunkálást kell használni

Biztonság

Biztosítani kell a folyamatos elszívást a munkaterületről, mivel a szénszál por egészségre ártalmas és mivel elektromosan vezető, a gép elektromos berendezéseire is káros hatással lehet.

Ennyi információ természetesen korántsem elegendő, de a Sandvik Coromant Composite Machining honlapján rengeteg további tippet, tanácsot és információt találhatnak!

Forrás:compositemachining.org