I. penggerudian
Penggerudian dalam bahan komposit berbeza dengan ketara dari 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 serat karbon dan epoksi sangat tegar dan kasar, yang memerlukan penggunaan latihan empat-flute flute atau serupa. Serat Aramid (Kevlar®) dan komposit epoksi, sementara tidak sekeras serat karbon, sukar untuk menggerudi kecuali alat khas digunakan, kerana seratnya terdedah kepada memakai atau merobek kecuali dipotong dengan bersih kerana ia tertanam dalam epoksi. Latihan khas dengan mata pakaian dan mata ikan telah dibangunkan untuk memutuskan serat sebelum mereka ditarik keluar dari lubang yang digerudi. Walau bagaimanapun, apabila bahagian Kevlar® dan epoksi diapit di antara dua bahagian logam, latihan twist standard boleh digunakan.
Ii. Peralatan
Alat pneumatik digunakan untuk bahan komposit penggerudian. Kelajuan bebas motor gerudi boleh mencapai sehingga 20, 000 revolusi seminit. Peraturan umum untuk komposit penggerudian adalah untuk menggunakan kelajuan tinggi dan kadar suapan yang rendah (tekanan). Peralatan penggerudian dengan kawalan suapan berkuasa menghasilkan kualiti lubang unggul berbanding dengan motor gerudi tanpa ia. Penggunaan panduan gerudi adalah disyorkan, terutamanya untuk laminat yang lebih tebal.
Jangan gunakan bit gerudi twist standard untuk menggerudi struktur komposit. Keluli berkelajuan tinggi standard tidak boleh diterima kerana ia akan menjadi membosankan dengan serta-merta, menghasilkan haba yang berlebihan, dan menyebabkan penyingkiran, serat merobek, dan kualiti lubang yang tidak dapat diterima.
Bit gerudi untuk serat karbon dan serat kaca diperbuat daripada bahan bersalut berlian atau karbida pepejal kerana seratnya sangat keras dan standard keluli berkelajuan tinggi (HSS) bit tidak bertahan lama.
Latihan twist biasanya digunakan, tetapi latihan Brad Point juga boleh digunakan. Serat Kevlar tidak begitu keras seperti serat karbon dan dapat menampung latihan HSS standard; Walau bagaimanapun, kualiti lubang boleh dikompromikan. Jenis gerudi yang disukai adalah gerudi Klenk berbentuk sabit, yang mula-mula melibatkan serat dan kemudian gunting mereka, menghasilkan kualiti lubang yang lebih baik. Lubang-lubang yang lebih besar boleh dipotong menggunakan gergaji lubang berlian atau pemotong terbang, tetapi pemotong terbang hanya boleh digunakan pada penekan gerudi dan bukan gerudi motor. (Seperti yang digambarkan dalam Rajah 85, 86, dan 87)
(Rajah 85) Klenk Drill untuk penggerudian 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 2 000 hingga 20,000 rpm dan kadar suapan rendah. Motor gerudi yang dilengkapi dengan ruang makanan hidraulik atau jenis kawalan suapan yang lain lebih disukai kerana mereka mengehadkan lonjakan bit gerudi keluar dari bahan komposit, mengurangkan kerosakan pecah dan penyingkiran. Bahagian yang diperbuat daripada produk pita sangat terdedah kepada kerosakan pecah, manakala bahagian -bahagian yang dibuat dari bahan kain kurang terdedah kepadanya. Struktur komposit memerlukan kepingan logam atau plat sebagai sokongan untuk mengelakkan pecah. Lubang-lubang dalam struktur komposit biasanya digerakkan dengan lubang perintis kecil, kemudian dibesarkan dengan bit berlian berlian atau karbida, dan akhirnya dimulakan semula ke saiz lubang terakhir dengan reamer karbida.
Back-drilling adalah isu yang mungkin timbul apabila bahagian-bahagian epoksi karbon dikendalikan dengan bahagian substruktur logam. Hujung belakang lubang di bahagian epoksi serat karbon boleh terhakis atau digerakkan oleh cip logam yang ditarik melalui komposit. Ini lebih lazim apabila terdapat jurang di antara bahagian -bahagian atau apabila cip logam adalah linear dan bukannya berpecah -belah. Back-drilling boleh dikurangkan dengan menyesuaikan kadar suapan dan kelajuan, geometri alat, pengapit bahagian, menambah reaming akhir, menggunakan latihan pecking, atau gabungan kaedah ini.
Apabila penggerudian bahagian komposit bersempena dengan bahagian logam, bahagian logam boleh menentukan kelajuan penggerudian. Sebagai contoh, walaupun titanium serasi dengan bahan-bahan epoksi serat karbon dari sudut kakisan, untuk mengelakkan kerosakan metalurgi ke titanium, kelajuan penggerudian perlu dikurangkan. Aloi titanium digerudi pada kelajuan rendah dengan kadar suapan yang tinggi. Latihan yang sesuai untuk titanium mungkin tidak sesuai untuk serat karbon atau serat kaca. Latihan untuk titanium biasanya diperbuat daripada kobalt-vanadium, manakala latihan untuk serat karbon diperbuat daripada karbida atau berlian bersalut untuk meningkatkan kehidupan bit gerudi dan menghasilkan lubang yang tepat. Latihan HSS diameter kecil, seperti gerudi #40, biasanya digunakan untuk lubang perintis penggerudian secara manual kerana kosnya yang agak rendah, mengimbangi jangka hayat mereka yang terhad. Latihan HSS hanya sesuai untuk satu lubang.
Isu yang paling biasa dengan menggunakan perkakas karbida dalam operasi penggerudian tangan adalah kerosakan alat, (khususnya kelebihan kerepek). Bit gerudi tajam dengan makanan yang perlahan dan berterusan dapat mencapai lubang dengan toleransi {0}}. 1mm (0. Peralatan keras dapat mengekalkan toleransi yang lebih ketat. Apabila struktur di bawah epoksi serat karbon adalah titanium, bit gerudi boleh menarik cip titanium melalui epoksi serat karbon, membesarkan lubang. Dalam kes sedemikian, operasi muktamad mungkin diperlukan untuk mengekalkan toleransi diameter lubang. Lubang-lubang dalam struktur komposit serat karbon memerlukan reamer karbida. Di samping itu, apabila reamer menghilangkan lebih daripada 0.13mm (0.005 inci) diameter, hujung keluar lubang memerlukan sokongan yang mencukupi untuk mencegah retak dan penyingkiran. Sokongan boleh disediakan oleh substruktur atau plat yang ditetapkan ke permukaan belakang. Kelajuan reaming biasa adalah kira -kira separuh daripada kelajuan penggerudian.
Cecair pemotongan biasanya tidak digunakan atau disyorkan untuk penggerudian nipis (kurang daripada 6.3mm atau 0. 25 inci tebal) struktur serat karbon. Menggunakan vakum apabila komposit penggerudian adalah amalan yang baik untuk mengelakkan habuk karbon bebas terapung di kawasan kerja.
Iv. Penggerudian
Apabila pengikat siram akan dipasang dalam perhimpunan, counterboring diperlukan untuk struktur komposit. Untuk struktur logam, pengikat kepala ricih atau ketegangan 100 darjah 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 seperti pengikat kepala ketegangan 100 darjah, manakala kedalaman kepala adalah sama dengan pengikat kepala ricih 100 darjah. Untuk pengikat siram di bahagian komposit, disyorkan untuk merekabentuk alat penolakan dengan jejari terkawal antara lubang dan counterbore untuk menampung radius fillet kepala-ke-shank pada pengikat. Di samping itu, operasi chamfering atau pencuci mungkin diperlukan untuk menyediakan pelepasan yang mencukupi untuk menonjolkan pengikat kepala. Terlepas dari jenis kepala yang digunakan, countersink atau chamfer yang sepadan mesti disediakan dalam struktur komposit.
Alat karbida digunakan untuk menghasilkan countersinks dalam struktur epoksi serat karbon. Pemotong countersink ini biasanya mempunyai seruling lurus yang serupa dengan yang digunakan pada logam. Untuk komposit gentian-epoksi Kevlar, seruling pemotongan rake positif berbentuk S digunakan. Jika seruling lurus atau pemotong countersink digunakan, pita pelekat tebal khas boleh digunakan pada permukaan untuk membersihkan serat Kevlar potong, tetapi ini kurang berkesan daripada pemotong seruling berbentuk S. Alat Countersink Pilot disyorkan kerana ia memastikan concentricity yang lebih baik antara lubang dan countersink dan mengurangkan potensi untuk jurang di bawah pengikat kerana asimetri atau penyingkiran bahagian.
Gunakan tolok countersink mikro untuk menghasilkan counterbores yang konsisten. Jangan countersink lebih mendalam daripada 70% kedalaman lapisan permukaan, kerana countersinks yang lebih dalam dapat mengurangkan kekuatan bahan. Apabila menggunakan alat Countersink Pilot, adalah penting untuk sentiasa memeriksa juruterbang untuk dipakai, kerana haus boleh menyebabkan penurunan konsentrik antara lubang dan alat countersink. Ini amat sesuai untuk alat Countersink dengan hanya satu canggih. Untuk juruterbang countersink pemotongan gigi, letakkan juruterbang di dalam lubang dan laraskan gigi pemotongan ke RPM maksimum sebelum memulakan pemotongan gigi pemotongan ke dalam lubang dan bersiap untuk memotong countersink. Sekiranya gigi pemotongan bersentuhan dengan bahan komposit sebelum mencetuskan motor gerudi, serpihan boleh dihasilkan.
V. Proses pemotongan dan langkah berjaga -jaga
Alat pemotongan yang direka untuk logam adalah sama ada jangka hayat pendek atau menghasilkan tepi pemotongan yang lemah apabila digunakan pada komposit. Alat yang digunakan untuk komposit berbeza -beza bergantung kepada bahan komposit yang dipotong. Peraturan umum untuk memotong komposit adalah kelajuan tinggi dengan makanan yang perlahan.
Plastik bertetulang serat karbon (CFRP): Serat karbon sangat sukar, dan alat keluli berkelajuan tinggi haus dengan cepat. Untuk kebanyakan tugas pemangkasan dan pemotongan, bilah grit berlian adalah pilihan terbaik. Pengisaran boleh dilakukan dengan kertas pasir alumina atau silikon karbida atau kain kasar. Silicon Carbide mempunyai jangka hayat yang lebih panjang daripada alumina. Bit router juga boleh dibuat daripada karbida pepejal atau berlian berlian.
Plastik bertetulang serat kaca (GFRP): Serat kaca adalah sama kerasnya dengan serat karbon, dan alat keluli berkelajuan tinggi haus dengan cepat apabila digunakan pada mereka. Lubang penggerudian dalam serat kaca perlu dilakukan menggunakan jenis dan bahan bit gerudi yang sama seperti yang digunakan untuk serat karbon.
Plastik bertetulang serat Aramid (Kevlar®): Serat aramid tidak begitu keras seperti serat karbon dan kaca, dan alat yang diperbuat daripada keluli berkelajuan tinggi boleh digunakan. Untuk mengelakkan serat melonggarkan di tepi komposit aramid, pegang bahagian dengan tegas sebelum ricih. Komposit Aramid perlu disokong dengan plat sokongan plastik. Aramid dan plat sokongan harus dipotong serentak. Kaedah pemotongan terbaik untuk gentian aramid adalah untuk ketegangan mereka terlebih dahulu dan kemudian ricih mereka. Terdapat pemotong berbentuk khas yang boleh menggenggam serat dan kemudian memotongnya. Apabila menggunakan gunting untuk memotong kain Kevlar atau prepregs, mesti ada satu sisi dengan memotong bilah dan sisi lain dengan permukaan bergerigi atau beralun. Serrasi ini menghalang bahan daripada tergelincir. Sentiasa gunakan bilah tajam kerana mereka dapat mengurangkan kerosakan serat. Selepas digunakan, pastikan anda membersihkan serrasi gunting dengan segera untuk mengelakkan kerosakan daripada resin yang tidak dipersembahkan.
Apabila menggunakan alat dan peralatan, sentiasa memakai cermin mata keselamatan dan peralatan pelindung yang lain.
Vi. Peralatan pemotongan
Bandsaw adalah peralatan yang paling biasa digunakan dalam bengkel penyelenggaraan untuk memotong komposit. Adalah disyorkan untuk menggunakan bilah karbida atau berlian bersalut tanpa gigi. Bilah bergigi biasa tidak akan bertahan lama jika digunakan untuk memotong serat karbon atau serat kaca. Seperti yang ditunjukkan dalam [Rajah 88], alat pneumatik dan manual seperti router, gergaji jab, pengisar mati, dan roda pemotongan boleh digunakan untuk memotong bahagian komposit. Alat bersalut karbida atau berlian memberikan penamat yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih lama. Pilihan profesional termasuk mesin pemotongan ultrasonik, airjet, dan laser. Jenis peralatan ini dikawal secara berangka (NC) dan menghasilkan kualiti kelebihan dan lubang yang unggul. Mesin pemotongan Waterjet tidak boleh digunakan pada struktur sarang lebah kerana mereka memperkenalkan air ke bahagian -bahagian. Jangan sekali -kali memotong apa -apa pada peralatan yang dimaksudkan untuk komposit, kerana bahan -bahan lain dapat mencemarkan komposit.
(Rajah 88) Bandsaw
Prepregs boleh dipotong menggunakan jadual pemotongan gerber (CNC). Penggunaan peralatan ini mempercepat proses pemotongan dan mengoptimumkan penggunaan bahan. Perisian reka bentuk boleh mengira cara memotong lapisan bentuk kompleks. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 89:
:
(Rajah 89) Jadual pemotongan gerber
Untuk diteruskan
Sumber Laman Web Awam Sumber "Komposit"