I. Menggerudi
Penggerudian dalam bahan komposit berbeza dengan ketara daripada penggerudian dalam struktur pesawat logam. Latihan khas, kelajuan yang lebih tinggi dan kadar suapan yang lebih rendah adalah penting untuk mencapai lubang ketepatan. Struktur yang terdiri daripada gentian karbon dan epoksi sangat tegar dan melelas, memerlukan penggunaan-seruling rata atau empat-gerudi seruling yang serupa. Gentian aramid (Kevlar®) dan komposit epoksi, walaupun tidak sekeras gentian karbon, adalah sukar untuk menggerudi kecuali perkakas khas digunakan, kerana gentian itu mudah haus atau koyak melainkan dipotong dengan bersih kerana ia tertanam dalam epoksi. Latihan khas dengan mata penyepit pakaian dan mata ekor ikan telah dibangunkan untuk memutuskan gentian sebelum ditarik keluar dari lubang yang digerudi. Walau bagaimanapun, apabila bahagian Kevlar® dan epoksi diapit di antara dua bahagian logam, gerudi pintal standard boleh digunakan.
II. peralatan
Alat pneumatik digunakan untuk menggerudi bahan komposit. Kelajuan bebas motor gerudi boleh mencapai sehingga 20,000 pusingan seminit. Peraturan am untuk penggerudian komposit adalah menggunakan kelajuan tinggi dan kadar suapan rendah (tekanan). Peralatan penggerudian dengan kawalan suapan berkuasa menghasilkan kualiti lubang yang unggul berbanding motor gerudi tanpanya. Penggunaan panduan gerudi disyorkan, terutamanya untuk lamina yang lebih tebal.
Jangan gunakan bit gerudi pintal standard untuk menggerudi struktur komposit. Keluli berkelajuan tinggi standard-tidak boleh diterima kerana ia akan menjadi kusam serta-merta, menjana haba yang berlebihan dan menyebabkan penembusan, koyak gentian dan kualiti lubang yang tidak boleh diterima.
Bit gerudi untuk gentian karbon dan gentian kaca diperbuat daripada bahan bersalut-berlian atau karbida pepejal kerana gentiannya sangat keras dan bit gerudi keluli berkelajuan tinggi (HSS) standard tinggi-tidak tahan lama.
Latihan pintal biasanya digunakan, tetapi latihan mata Brad juga boleh digunakan. Gentian Kevlar tidak sekeras gentian karbon dan boleh menampung latihan HSS standard; bagaimanapun, kualiti lubang mungkin terjejas. Jenis gerudi pilihan ialah gerudi Klenk berbentuk -sabit, yang mula-mula memasang gentian dan kemudian mengguntingnya, menghasilkan kualiti lubang yang lebih baik. Lubang yang lebih besar boleh dipotong menggunakan-gergaji lubang bersalut berlian atau pemotong lalat, tetapi pemotong lalat hanya boleh digunakan pada mesin gerudi dan bukannya motor gerudi. (Seperti yang digambarkan dalam Rajah 85, 86 dan 87)
(Rajah 85) Gerudi Klenk untuk menggerudi Kevlar®
(Rajah 86) Alat penggerudian dan pemotongan untuk komposit
(Rajah 87) Penggerudian dan pemotongan automatik
III. Prosedur Operasi dan Langkah Berjaga-jaga
Motor penggerudian komposit beroperasi dalam julat 2000 hingga 20,000 rpm dan kadar suapan yang rendah. Motor gerudi yang dilengkapi dengan ruang suapan hidraulik atau jenis kawalan suapan lain lebih disukai kerana ia mengehadkan lonjakan mata gerudi keluar daripada bahan komposit, mengurangkan kerosakan letupan dan penepian. Bahagian yang diperbuat daripada produk pita amat terdedah kepada kerosakan pecah, manakala bahagian yang diperbuat daripada bahan fabrik kurang terdedah kepadanya. Struktur komposit memerlukan kepingan logam atau plat sebagai sandaran untuk mengelakkan pecah. Lubang dalam struktur komposit lazimnya pra-digerudi dengan lubang pandu kecil, kemudian dibesarkan dengan-bersalut berlian atau mata gerudi karbida, dan akhirnya disalurkan kepada saiz lubang akhir dengan alat membesarkan lubang karbida.
Penggerudian belakang-adalah isu yang mungkin timbul apabila gentian karbon-bahagian epoksi dipadankan dengan bahagian substruktur logam. Tepi belakang lubang dalam bahagian epoksi-gentian karbon boleh dihakis atau terkoyak oleh serpihan logam yang ditarik melalui komposit. Ini lebih lazim apabila terdapat jurang antara bahagian atau apabila cip logam adalah linear dan bukannya berpecah-belah. Penggerudian belakang-boleh dikurangkan dengan melaraskan kadar dan kelajuan suapan, geometri alat, pengapit bahagian, menambah reaming akhir, menggunakan gerudi mematuk atau gabungan kaedah ini.
Apabila menggerudi bahagian komposit bersama dengan bahagian logam, bahagian logam boleh menentukan kelajuan penggerudian. Contohnya, walaupun titanium serasi dengan bahan epoksi-karbon dari sudut kakisan, untuk mengelakkan kerosakan metalurgi pada titanium, kelajuan penggerudian perlu dikurangkan. Aloi titanium digerudi pada kelajuan rendah dengan kadar suapan yang tinggi. Gerudi yang sesuai untuk titanium mungkin tidak sesuai untuk gentian karbon atau gentian kaca. Gerudi untuk titanium biasanya diperbuat daripada kobalt-vanadium, manakala gerudi untuk gentian karbon diperbuat daripada karbida atau berlian-bersalut untuk meningkatkan hayat mata gerudi dan menghasilkan lubang yang tepat. Gerudi HSS berdiameter kecil, seperti gerudi #40, biasanya digunakan untuk menggerudi lubang pandu secara manual kerana kosnya yang agak rendah, mengimbangi jangka hayatnya yang terhad. Latihan HSS hanya sesuai untuk satu lubang.
Isu yang paling biasa dengan menggunakan perkakas karbida dalam operasi penggerudian tangan ialah kerosakan alat, (khususnya cipratan tepi). Mata gerudi tajam dengan suapan perlahan dan berterusan boleh mencapai lubang dengan toleransi 0.1mm (0.004 inci) melalui gentian karbon-epoksi dan aluminium nipis, terutamanya apabila menggunakan panduan gerudi. Perkakas keras boleh mengekalkan toleransi yang lebih ketat. Apabila struktur di bawah gentian karbon-epoksi ialah titanium, mata gerudi boleh menarik cip titanium melalui gentian karbon-epoksi, membesarkan lubang. Dalam kes sedemikian, operasi penyusuan akhir mungkin diperlukan untuk mengekalkan toleransi diameter lubang. Lubang dalam gentian karbon-struktur komposit epoksi memerlukan reamer karbida. Selain itu, apabila reamer mengeluarkan lebih daripada 0.13mm (0.005 inci) diameter, hujung keluar lubang memerlukan sokongan yang mencukupi untuk mengelakkan keretakan dan penembusan. Sokongan boleh disediakan oleh substruktur atau plat yang dipasang pada permukaan belakang. Kelajuan reaming biasa adalah kira-kira separuh daripada kelajuan penggerudian.
Cecair pemotong biasanya tidak digunakan atau disyorkan untuk menggerudi struktur epoksi gentian karbon yang nipis (kurang daripada 6.3mm atau 0.25 inci tebal)-struktur epoksi. Menggunakan vakum semasa menggerudi komposit adalah amalan yang baik untuk mengelakkan habuk karbon terapung bebas di kawasan kerja.
IV. menggerudi
Apabila pengikat flush akan dipasang dalam pemasangan, bor balas diperlukan untuk struktur komposit. Untuk struktur logam, ricih 100 darjah atau pengikat kepala ketegangan adalah kaedah biasa. Dalam struktur komposit, terdapat dua jenis pengikat yang biasa digunakan: pengikat kepala ketegangan 100 darjah atau pengikat kepala ketegangan 130 darjah. Kelebihan kepala 130 darjah ialah diameter kepala pengikat boleh sama dengan pengikat kepala ketegangan 100 darjah, manakala kedalaman kepala adalah sama dengan pengikat kepala ricih 100 darjah. Untuk pengikat siram dalam bahagian komposit, adalah disyorkan untuk mereka bentuk alat pengeboran balas dengan jejari terkawal antara lubang dan lubang balas untuk menampung kepala-ke-jejari fillet shank pada pengikat. Selain itu, operasi chamfering atau pencuci mungkin diperlukan untuk memberikan kelegaan yang mencukupi untuk pengikat kepala yang menonjol. Tidak kira jenis kepala yang digunakan, sinki kaunter atau chamfer yang sepadan mesti disediakan dalam struktur komposit.
Alat karbida digunakan untuk menghasilkan bendung balas dalam struktur epoksi- gentian karbon. Pemotong countersink ini biasanya mempunyai seruling lurus yang serupa dengan yang digunakan pada logam. Untuk komposit gentian Kevlar-epoksi, seruling pemotong rake positif berbentuk S-digunakan. Jika pemotong seruling lurus atau countersink digunakan, pita pelekat tebal khas boleh digunakan pada permukaan untuk membersihkan gentian Kevlar yang dipotong, tetapi ini kurang berkesan daripada pemotong seruling berbentuk S-. Alat kauntersink perintis disyorkan kerana ia memastikan ketumpukan yang lebih baik antara lubang dan sinki kaunter dan mengurangkan potensi celah di bawah pengikat disebabkan oleh asimetri atau penepian bahagian.
Gunakan tolok kauntersink hentian mikro-untuk menghasilkan lubang balas yang konsisten. Jangan benam balas lebih dalam daripada 70% daripada kedalaman lapisan permukaan, kerana benam balas yang lebih dalam boleh mengurangkan kekuatan bahan. Apabila menggunakan alat kauntersink perintis, adalah penting untuk sentiasa memeriksa juruterbang untuk kehausan, kerana haus boleh menyebabkan pengurangan konsentriksi antara lubang dan alat kauntersink. Ini amat terpakai kepada alatan sinki kaunter dengan hanya satu kelebihan canggih. Untuk gigi pemotong sinki kaunter juruterbang, letakkan juruterbang di dalam lubang dan laraskan gigi pemotong kepada RPM maksimum sebelum memulakan pemasukan gigi pemotong ke dalam lubang dan bersedia untuk pemotongan sinki kaunter. Jika gigi pemotong bersentuhan dengan bahan komposit sebelum mencetuskan motor gerudi, serpihan mungkin terhasil.
V. Proses Pemotongan dan Langkah Berjaga-jaga
Alat pemotong yang direka untuk logam adalah sama ada jangka hayat yang pendek atau menghasilkan tepi pemotong yang lemah apabila digunakan pada komposit. Alat yang digunakan untuk komposit berbeza-beza bergantung pada bahan komposit yang dipotong. Peraturan am untuk memotong komposit adalah kelajuan tinggi dengan suapan perlahan.
Plastik Bertetulang Gentian Karbon (CFRP): Gentian karbon sangat keras, dan alatan keluli berkelajuan tinggi{0}}cepat haus. Untuk kebanyakan tugas pemangkasan dan pemotongan, bilah pasir berlian adalah pilihan terbaik. Pengisaran boleh dilakukan dengan kertas pasir alumina atau silikon karbida atau kain kasar. Silikon karbida mempunyai jangka hayat yang lebih lama daripada alumina. Bit penghala juga boleh dibuat daripada karbida pepejal atau bersalut-berlian.
Plastik Bertetulang Gentian Kaca (GFRP): Gentian kaca adalah keras seperti gentian karbon, dan alatan keluli berkelajuan tinggi{0}}cepat haus apabila digunakan padanya. Menggerudi lubang dalam gentian kaca hendaklah dilakukan dengan menggunakan jenis dan bahan mata gerudi yang sama seperti yang digunakan untuk gentian karbon.
Plastik Bertetulang Gentian Aramid (Kevlar®): Gentian Aramid tidak sekeras karbon dan gentian kaca, dan alatan yang diperbuat daripada keluli-tinggi boleh digunakan. Untuk mengelakkan gentian longgar di tepi komposit aramid, pegang bahagian itu dengan kuat sebelum ricih. Komposit Aramid perlu disokong dengan plat belakang plastik. Aramid dan plat belakang hendaklah dipotong serentak. Kaedah pemotongan terbaik untuk gentian aramid adalah dengan menegangkannya terlebih dahulu dan kemudian memotongnya. Terdapat pemotong berbentuk khas yang boleh mencengkam gentian dan kemudian memotongnya. Apabila menggunakan gunting untuk memotong fabrik Kevlar atau prepregs, mesti ada satu sisi dengan bilah pemotong dan satu sisi lagi dengan permukaan bergerigi atau beralur. Gerigi ini menghalang bahan daripada tergelincir. Sentiasa gunakan bilah tajam kerana ia boleh mengurangkan kerosakan gentian. Selepas digunakan, pastikan untuk membersihkan gerigi gunting dengan segera untuk mengelakkan kerosakan akibat resin yang tidak dirawat.
Apabila menggunakan alatan dan peralatan, sentiasa pakai cermin mata keselamatan dan peralatan perlindungan lain.
VI. Peralatan Memotong
Gergaji jalur adalah peralatan yang paling biasa digunakan dalam bengkel penyelenggaraan untuk memotong komposit. Adalah disyorkan untuk menggunakan karbida-bilah bersalut-atau berlian tanpa gigi. Bilah bergigi biasa tidak akan bertahan lama jika digunakan untuk memotong gentian karbon atau gentian kaca. Seperti yang ditunjukkan dalam [Rajah 88], alat pneumatik dan manual seperti penghala, gergaji jab, pengisar die, dan roda pemotong boleh digunakan untuk memangkas bahagian komposit. Alat bersalut-karbida atau berlian-menyediakan kemasan yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih lama. Pilihan profesional termasuk ultrasonik, waterjet dan mesin pemotong laser. Jenis peralatan ini dikawal secara berangka (NC) dan menghasilkan kualiti tepi dan lubang yang unggul. Mesin pemotong waterjet tidak boleh digunakan pada struktur sarang lebah kerana ia memasukkan air ke dalam bahagian. Jangan sekali-kali memotong apa-apa pada peralatan yang dimaksudkan untuk komposit, kerana bahan lain boleh mencemarkan komposit.
(Rajah 88) Gergaji jalur
Prepregs boleh dipotong menggunakan meja potong Gerber (CNC). Penggunaan peralatan ini mempercepatkan proses pemotongan dan mengoptimumkan penggunaan bahan. Perisian reka bentuk boleh mengira cara memotong lapisan bentuk kompleks. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 89:
:
(Rajah 89) Meja Memotong Gerber
Akan diteruskan
Sumber Laman Web Awam "Composites Frontier".