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碳纖維復合材料的主要加工方法

來源: 時間:2019-04-11 13:49:46 次數:

  碳纖維復合材料構建在制作時一次成型的,一般只能做到比較規整的形狀,并不能實現所有的設計特征,這就需要進行大量的二次機械加工來完成剩余的設計了。對于碳纖維復合材料主要的二次機械加工包括孔加工、特殊形狀切割加工、盲槽加工、表面打磨加工。
碳纖維復合材料的二次加工方法主要有傳統的機械加工和特種的加工兩種而已,目前傳統的機械加工方法還是復合材料加工的主要手段,但在切削加工的過程中遇到越來越多的問題,比如刀具快速的磨損,鉆孔分層。
實踐證明由于碳纖維復合材料的性質與金屬不同,因此在碳纖維復合材料的加工中不能簡單地沿用金屬材料的加工刀具和工藝,而在眾多的研究中主要集中在碳纖維復合材料鉆削制孔方向,這是碳纖維復合材料的關鍵加工工藝之一。
碳纖維復合材料鉆孔加工特性主要表現在:
1、碳纖維復合材料層間強度低,在鉆孔過程中,如果復合材料構件所受的鉆削軸向力過大,導致層間應力過大,超過其基體樹脂的強度就會引起分層等缺陷;
2、碳纖維復合材料屬于各向異性材料,其纖維鋪層方向對制孔有較大影響,特別是單向板制孔時,鉆孔處的應力集中較大,極易引起劈裂等缺陷;
3、碳纖維復合材料硬度大,在鉆孔時鉆頭磨損很快;
4、碳纖維復合材料導熱性差,在鉆孔過程中鉆頭與復合材料產生大量的摩檫熱,而碳纖維復合材料熱導率小,熱量難以在加工中排除,使切削區溫度迅速上升,加速了鉆頭磨損。
防止鉆孔時出口端纖維分層的工藝措施:在結構開敞的條件下,孔的出口面要用硬質高密度板支撐并墊實,這樣能夠有效的防止出口分層和劈裂。在條件允許的情況下,制造碳纖維復合材料構件時可以考慮在出口面加上一到兩層的玻璃布,并且會與構件同時固化,待鉆完孔后將玻璃布撕去,這樣也可以防止孔出口面分層。

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