I. Бурение
Бурение в композитных материалах значительно отличается от бурения в металлических конструкциях самолетов. Специальные упражнения, более высокие скорости и более низкие скорости корма необходимы для достижения точных отверстий. Структуры, состоящие из углеродного волокна и эпоксидной смолы, являются чрезвычайно жесткими и абразивными, что требует использования специальных плоских или аналогичных четырехлетных упражнений. Aramid Faber (Kevlar®) и эпоксидные композиты, хотя и не так твердые, как углеродное волокно, трудно тренировать, если не используется специальные инструменты, так как волокна подвержены износу или разрыву, если они не разрезаны, поскольку они встроены в эпоксию. Были разработаны специальные тренировки с точками при приготовлении приши и рыбьем хвоста, чтобы разорвать волокна, прежде чем они будут вытащены из просверленной дыры. Однако, когда кевлар® и эпоксидные срезы зажаты между двумя металлическими секциями, можно использовать стандартные закрученные упражнения.
II Оборудование
Пневматические инструменты используются для бурения композитных материалов. Бесплатная скорость бурового двигателя может достигать 20, 000 революции в минуту. Общее правило для буровых композитов заключается в использовании высоких скоростей и низких скоростей подачи (давление). Бурное оборудование с управлением питанием с питанием производит превосходное качество отверстия по сравнению с буровыми двигателями без него. Рекомендуется использование гидов, особенно для более толстых ламинатов.
Не используйте стандартные биты с закручиванием для сверления композитных конструкций. Стандартная высокоскоростная сталь неприемлема, поскольку она сразу же утупится, генерирует чрезмерную тепло и вызывает расслаивание, разрыв волокна и неприемлемое качество отверстия.
Бурные биты для углеродного волокна и стеклянного волокна изготовлены из алмазных материалов или твердого карбида, потому что волокна очень твердые, а стандартные высокоскоростные стальные (HSS).
Обычно используются буровые упражнения, но также могут использоваться упражнения Brad Point. Кевларовое волокно не так сложно, как углеродное волокно, и может вместить стандартные учения HSS; Тем не менее, качество отверстия может быть скомпрометировано. Предпочтительным типом тренировок является дрель Klenk в форме серпа, которая сначала привлекает волокна, а затем сдвигает их, что приводит к лучшему качеству дыры. Большие отверстия могут быть вырезаны с помощью сквозных пил с алмазом или резаков для мухи, но мухи следует использовать только на бурильных прессах, а не на буровых двигателях. (Как показано на рисунках 85, 86 и 87)
(Рисунок 85) Кленк тренируя для бурения Kevlar®
(Figure 86) инструменты бурения и резки для композитов
(Рисунок 87) Автоматическое бурение и резка
Iii. Эксплуатационные процедуры и меры предосторожности
Композитные буровые двигатели работают в диапазоне 2 000 до 20 000 об / мин и низких скоростей подачи. Бурные двигатели, оснащенные гидравлическими камерами подачи или другими типами управления подачей, являются предпочтительными, поскольку они ограничивают всплеск бурового бита из составного материала, уменьшая повреждение взрыва и расслаивание. Части, изготовленные из ленточных продуктов, особенно восприимчивы к повреждению взрыва, в то время как детали, сделанные из тканевых материалов, менее подвержены им. Композитные конструкции требуют металлических листов или тарелок в качестве поддержки, чтобы избежать разрыва. Отверстия в композитных конструкциях, как правило, предварительно просверлены с небольшим пилотным отверстием, затем увеличиваются с помощью бурового бита с алмазом или карбидами, и, наконец, перевернуты до конечного размера отверстия с помощью карбида.
Заднее бурение-это проблема, которая может возникнуть, когда детали эпоксии из углеродного волокна сопряжены с металлическими частями подструктуры. Задний край отверстия в срезок углеродного волокна может быть разрушен или по изношен металлическими чипсами, протягиваемыми через композит. Это более распространено, когда есть зазоры между частями или когда металлические чипсы являются линейными, а не фрагментированы. Заднее бурение может быть смягчено путем регулировки скоростей и скоростей подачи, геометрии инструментов, зажима части, добавления окончательного смягчения, с использованием клеветнических тренировок или комбинации этих методов.
При бурении композитных деталей в сочетании с металлическими деталями металлическая часть может диктовать скорость бурения. Например, хотя титан совместим с углеродными волокнистыми материалами с точки зрения коррозии, чтобы предотвратить металлургическое повреждение титана, скорость бурения должна быть уменьшена. Титановые сплавы просверлены на низких скоростях с высокими показателями корма. Учения, подходящие для титана, могут не подходить для углеродного волокна или стеклянного волокна. Учения для титана, как правило, изготовлены из кобальта-ванадия, в то время как сверла для углеродного волокна изготавливаются из карбида или алмаза для улучшения срока службы буровых битов и продуцировать точные отверстия. Учения HSS малого диаметра, такие как тренировка № 40, обычно используются для ручного бурения пилотных отверстий из -за их относительно низкой стоимости, компенсируя их ограниченный срок службы. Учения HSS подходят только для одного отверстия.
Наиболее распространенной проблемой с использованием карбидного инструмента в операциях с бурением рук является повреждение инструмента, (в частности, скольжение с краем). Острый бурильный бит с медленной и постоянной подачей может достигать отверстий с толерантностью {{0}}. 1mm (0. 0 04 дюйма) через углеродное волокно-эпоксие и тонкий алюмилин, особенно при использовании направляющей для тренировки. Жесткий инструмент может поддерживать более жесткие допуски. Когда структура под эпоксией углеродного волокна является титаном, бурильный бит может протянуть титановые чипсы через эпоксию из углеродного волокна, увеличивая отверстие. В таких случаях может быть необходима окончательная операция по переработке для поддержания толерантности к диаметру отверстий. Отверстия в композитных конструкциях с эпоксией углеродного волокна требуют карбид-разрушителей. Кроме того, когда развертатель удаляет более 0,13 мм (0,005 дюйма) в диаметре, выход для выхода отверстия требует адекватной опоры, чтобы предотвратить растрескивание и расслаивание. Опора может быть обеспечена подструктурой или пластиной, прикрепленной к задней поверхности. Типичные скорости переработки составляют приблизительно половину скорости бурения.
Режущие жидкости обычно не используются и не рекомендуются для бурения тонкого (менее 6,3 мм или 0. Толщина 25 дюймов) карбоновые эпоксидные конструкции. Использование вакуума при бурении композитов является хорошей практикой, чтобы избежать углеродной пыли, свободно плавающей в рабочей зоне.
IV Бурение
Когда в сборочных устройствах необходимо установить промывочные крепежные элементы, для составных конструкций требуется противодействие. Для металлических структур закрепители сдвига или натяжения натяжения являются типичными методами. В композитных структурах существует два обычно используемых типа крепежа: 100 -градусные крепежные элементы натяжения или 130 градусов. Преимущество головки 130 градусов состоит в том, что диаметр головки крепежа может быть таким же, как у прикрепления натяжения на 100 градусов, в то время как глубина головки такая же, как у прикрепления головки на 100 градусов. Для заподливых крепеж в композитных частях рекомендуется разработать инструмент для противодействия контролируемым радиусом между отверстием и счетчиком, чтобы разместить радиус филе головы к банкам на крепеж. Кроме того, для обеспечения адекватного зазора для выступающих головных крепеж могут потребоваться операции или шайбы. Независимо от используемого типа головы, соответствующая контактная кишка или пачка должна быть подготовлена в композитной структуре.
Карбидные инструменты используются для производства контактов в эпоксии из углеродного волокна. Эти резаки -контакты обычно имеют прямые флейты, похожие на те, которые используются на металлах. Для кевларовых волоконно-эпоксии используется S-образная положительная грабли флейта. Если используются прямая флейта или резак-резаки, на поверхность можно нанести специальную толстую клейкую ленту, чтобы очистить кевларные волокна, но это менее эффективно, чем S-образная флейта. Рекомендуется пилотный инструмент, так как он обеспечивает лучшую концентричность между отверстием и контурноинкт и уменьшает потенциал для пробелов под крепежом из -за асимметрии или расслаивания детали.
Используйте микросхриско-цилиндр для производства последовательных контактов. Не связывайте глубже 70% глубины поверхностного слоя, так как более глубокие контр -кишки могут уменьшить прочность материала. При использовании пилотного инструмента Countersink важно регулярно проверять пилот на наличие износа, так как износ может привести к снижению концентричности между отверстием и инструментом Countersink. Это особенно применимо к инструментам Contersink только с одной режущей кромкой. Для пилота -стрижки режущих зубов поставьте пилот в отверстии и отрегулируйте режущие зубы до максимального оборотного оборота, прежде чем инициировать кормление режущих зубов в отверстие и подготовка к резки контр. Если режущие зубы вступают в контакт с композитным материалом перед запуск бурового двигателя, можно генерировать мусор.
V. Процессы резки и меры предосторожности
Режущие инструменты, предназначенные для металлов, представляют собой короткий срок службы или производят плохие режущие края при использовании на композитах. Инструменты, используемые для композитов, варьируются в зависимости от вырезания композитного материала. Общее правило для резки композитов является высокой скоростью с медленной подачей.
Углеродные волокно-армированные пластмассы (CFRP): углеродные волокна чрезвычайно твердые, а высокоскоростные стальные инструменты быстро изнашиваются. Для большинства задач обрезки и резки бриллиантовые лезвия являются лучшим выбором. Шлифование может быть сделано с помощью алюминия или кремниевого наждачной бумаги или абразивной ткани. Кремниевый карбид имеет более длительный срок службы, чем глинозем. Биты маршрутизатора также могут быть изготовлены из твердого карбида или алмазного покрытия.
Пластмассы из стекловолокна (GFRP): стеклянные волокна такие же твердые, как углеродные волокна, а высокоскоростные стальные инструменты быстро изнашиваются при использовании на них. Бурные отверстия в стеклянных волокнах должны выполняться с использованием того же типа и материала буровых битов, что и для углеродных волокон.
Aramid (Kevlar®), усиленные волокно, пластмассы: арамидные волокна не так твердые, как углеродные и стеклянные волокна, а инструменты из высокоскоростной стали могут быть использованы. Чтобы предотвратить ослабление волокна по краям композитов Aramid, твердо удерживайте деталь перед сдвигом. Композиты арамид необходимо поддерживать пластиковой пластинкой. Арамид и задняя пластина должны быть вырезаны одновременно. Лучший метод резки для волокон Арамида - сначала натянуть их, а затем сдвиг их. Существует специальная резак, которая может схватить волокна, а затем разрезать их. При использовании ножниц для разрезания кевларной ткани или преподретов должна быть одна сторона с режущими лопастями и другой стороной с зубчатыми или рифленными поверхностями. Эти зубцы предотвращают скольжение материала. Всегда используйте острые лезвия, так как они могут уменьшить повреждение клетчатки. После использования обязательно немедленно очистите зубцы ножниц, чтобы предотвратить ущерб от неосвещенной смолы.
При использовании инструментов и оборудования всегда носите защитные очки и другие защитные снаряжения.
VI Резка оборудования
Полосная писала является наиболее часто используемым оборудованием в мастерских по техническому обслуживанию для резки композитов. Рекомендуется использовать карбид-наконечники или лезвия с алмазными покрытиями без зубов. Типичные зубчатые лопасти не будут длиться долго, если они будут использовать для разрезания углеродного волокна или стеклянного волокна. Как показано на [Рисунок 88], пневматические и ручные инструменты, такие как маршрутизаторы, джабские пилы, шлифовальные машины и режущие колеса, можно использовать для обрезки композитных деталей. Инструменты с карбидом или с алмазным покрытием обеспечивают лучшую отделку и более длительный срок службы. Профессиональные варианты включают ультразвуковые, водные и лазерные режущие машины. Эти типы оборудования численно контролируются (NC) и производят превосходное качество края и отверстия. Машины для режущих варджжек не могут использоваться на сотовых конструкциях, поскольку они вводят воду в детали. Никогда не резайте ничего на оборудовании, предназначенном для композитов, так как другие материалы могут загрязнять композиты.
(Рисунок 88) Bandsaw
Предугги могут быть вырезаны с помощью (CNC) режущего стола Gerber. Использование этого оборудования ускоряет процесс резки и оптимизирует использование материала. Программное обеспечение для проектирования может рассчитать, как сократить слои сложных форм. Как показано на рисунке 89:
:
(Рисунок 89) Рукочный стол Гербера
Продолжение следует
Источник "Composites Frontier" публичный сайт