Предотвращение разслоения композитов компрессионными фрезами: экспертные техники

Композиты — группа материалов, состоящая из минимум двух уникальных компонентов, которые в сочетании дают механические и физические свойства, благоприятные для широкого спектра применений. Эти материалы обычно содержат связующий ингредиент, известный как матрица, наполненный частицами или волокнами, называемыми армирующими. Композиты стали все популярнее в авиакосмической, автомобильной и спортивной промышленности, потому что могут сочетать прочность металла, легкость пластика и жесткость керамики.

К сожалению, композитные материалы представляют уникальные вызовы для фрезеровщиков. Многие композиты очень абразивны и могут сильно сократить срок службы инструмента, другие могут плавиться и гореть, если генерация тепла не контролируется должным образом. Даже если эти потенциальные проблемы избегнуты, неправильный инструмент может оставить деталь с другими проблемами качества, включая разслоение.

В то время как композиты вроде G10 и FR4 считаются «волокнистыми», композиты могут быть также «слоистыми», такими как ламинированные листы PEEK и алюминия. Слоистые композиты уязвимы для разслоения, когда слои материала разделяются режущими силами инструмента. Это дает менее прочные конструктивно детали, побеждая цель комбинированных свойств материала. Во многих случаях одно разслоенное отверстие может привести к браку детали.

Использование компрессионных фрез в композитных материалах

Композитные материалы обычно обрабатываются стандартными металлорежущими концевыми фрезами, которые генерируют исключительно вверх или вниз направленные режущие силы, в зависимости от того, имеют ли они правое или левое спиралевидное полостей. Эти однонаправленные силы вызывают разслоение (Рисунок 1).

Напротив, компрессионные фрезы спроектированы с фрезами как вверх, так и вниз-направленными. Верхняя часть длины реза, ближе к шанку, имеет левую спираль, заставляя стружку идти вниз. Нижняя часть длины реза, ближе к концу, имеет правую спираль, заставляя стружку идти вверх. При резании противоположные направления полок генерируют противодействующие вверх и вниз силы. Противостоящие режущие силы стабилизируют удаление материала, сжимая слои композита, борясь с разслоением на верхней и нижней поверхностях заготовки (Рисунок 2).

Поскольку компрессионные фрезы ни не тянут вверх, ни не давят вниз на заготовку, они оставляют отличную чистоту на слоистых композитах и легких материалах вроде фанеры. Важно отметить, однако, что компрессионные фрезы приспособлены специально к профилированию, так как преимущества геометрии вверх/вниз не используются при пазовом фрезеровании или втуле.

Что-то простое, как выбор инструмента, приспособленного к конкретному композитному материалу, может иметь значительные эффекты на качество конечной детали. Рассмотрите использование инструментов, оптимизированных для разных композитов и операций, или узнайте, как выбрать правильное сверло для сверления отверстий в композитах.