Kompozyty. Rozwiązania do zastosowań w materiałach kompozytowych

Transkrypt

1 Kompozyty Rozwiązania do zastosowań w materiałach kompozytowych

2 Skrzydło kompozytowe Obróbka powierzchni Skupiając się na kompozytach Wysokie wymagania dotyczące obróbki powierzchni elementów z włókna węglowego wymagają innowacyjnych rozwiązań. Rodzina CoroMill obejmuje takie produkty, jak CoroMill 590 i CoroMill 390 z wysoce precyzyjnymi płytkami wymiennymi z diamentem polikrystalicznym (PCD). Pokrywane diamentem płytki węglikowe mogą stanowić produktywne rozwiązanie do obróbki powierzchni materiałów o dużej zawartości włókien. Rozwiązania dla włókna węglowego i kompozytów warstwowych Postęp w technologii materiałowej w zakresie włókien węglowych i innych kompozytów postępuje bardzo szybko. Nowe własności materiałów ewoluują, a ich zastosowanie poszerza się. Różnorodne korzyści, takie jak lżejsze i bardziej wytrzymałe elementy, a także zmniejszenie problemów związanych z korozją sprawia, że stają się one bardzo przydatne do wielu zastosowań. Wraz z sukcesem tych materiałów konstrukcyjnych pojawiają się jednak nowe potrzeby związane z możliwościami przeprowadzenia obróbki skrawaniem, wszędzie tam, gdzie różnice w skrawalności stawiają nowe wyzwania. CoroMill 590 z ostrzami PCD Materiały i ich cechy Stworzenie indywidualnych procesów do poszczególnych zastosowań stanowi kamień węgielny skutecznej obróbki kompozytu. Wybór narzędzia, geometrii i gatunku, a następnie parametry skrawania i nowe innowacyjne rozwiązania przeniosą produkcję na wyższy poziom. Rozwiązania te, skupione zwykle na specyficznym zagadnieniu, zakładają zwykle wykorzystanie wierteł z rodziny CoroDrill. Wiertła te, z ostrzami pokrywanymi specjalną technologią spiekiem z diamentu polikrystalicznego, obejmują geometrie mające na celu minimalizację tendencji do rozwarstwiania w miejscach wejścia do otworu i wyjścia z niego. CoroMill 390 z pokrywanymi diamentem płytkami w eglikowymi Zastosowania obejmują: Produkty standardowe i opracowane indywidualnie Wiertła węglikowe i z pokryciem z polikrystalicznego diamentu Innowacyjne geometrie wierteł poprawiające jakość otworu Frezy poprawiające jakość powierzchni i wykorzystanie obrabiarki

3 Wiercenie otworów Wiercenie otworów w różnych materiałach z włóknami węglowymi wymaga unikatowych geometrii, aby osiągnąć tolerancję i jakość otworu wszędzie tam, gdzie rozwarstwianie i odpryski są powszechnym problemem. Ze względu na różnice w metodzie obróbki danego materiału, dodatkowe trudności sprawia skrawanie kompozytów warstwowych łączących włókna węglowe (CFRP) z tytanem. Rodzina CoroDrill obejmuje geometrie do materiałów CFRP z wysoką zawartością włókien (odpryski) i żywic (rozwarstwienie) Rozwiązania obejmują geometrie przeznaczone do materiałów warstwowych łączących CFRP, aluminium i tytan Konstrukcje wierteł z polikrystalicznym diamentem (PCD) i wierteł węglikowych do obrabiarek CNC Obróbka krawędzi i odcinanie Bez względu na to, czy chodzi o odcinanie większych elementów, czy obróbkę krawędzi z CFRP (tworzywa wzmacniane włóknami węglowymi) po obwodzie, frezy CoroMil l stanowią dobre rozwiązanie. Wszystkie frezy do rowków CoroMill 329 wykorzystujące węglikowe płytki z polikrystalicznym diamentem (PCD) do przycinania lub frezy CoroMill Plura z ostrzami PCD i pokryciem diamentowym do obróbki krawędzi są zaprojektowane w celu zredukowania odprysków i podniesienia jakości krawędzi. Dodatnie kąty i ostre krawędzie skrawające są szczególnie istotne, aby zredukować temperaturę i umożliwić powstanie powierzchni wysokiej jakości dla zastosowań przemysłu lotniczego.

4 Narzędzia z ostrzami z pokrywanego węglika, czy diamentowymi końcówkami? Każdy materiał i obrabiarka wymaga optymalnych rozwiązań. Narzędzia węglikowe pokrywane diamentem: Odpowiednie do różnych materiałów kompozytowych, a także kompozytów warstwowych wykorzystujących aluminium, o wysokich wymaganiach dotyczących elastyczności. Elementy konstrukcyjne W przypadku kadłubów, kompozyty są szczególnie szeroko stosowane w celu zwiększenia sztywności, wytrzymałości i trwałości konstrukcji. Kompozyty wykazują się doskonałym stosunkiem wytrzymałości do masy i mogą być formowane w skomplikowane kształty. W porównaniu z aluminium, kompozyty z włóknami węglowymi (CFRP) zwykle wykazują ponad czternastokrotnie większą wytrzymałość na rozciąganie, dziewiętnastokrotnie mniejszą rozszerzalność cieplną, pięciokrotnie większą sztywność i do tego jeszcze ważą o połowę mniej. Ale ich obróbka stawia także znacznie większe wyzwania. PCD: Rozwiązanie narzędziowe oferujące przewidywalną trwałość, zachowanie wymiarów i jakości powierzchni. Odpowiednie do większości kombinacji materiałów i różnych typów obrabiarek. CoroMill 590, wysoce precyzyjne rozwiązanie do obróbki powierzchni stawiającej wysokie wymagania, co do wymiarów i wykończenia. Wymienne, regulowane płytki z ząbkowanym złączem sprawiają, że jest to elastyczne, ale jednocześnie dokładne rozwiązanie w porównaniu z frezami lutowanymi. Obróbka powierzchni przy zachowaniu wysokiego stopnia bezpieczeństwa Stosowanie wysoce precyzyjnego rozwiązania w postaci CoroMill 590 pozwoliło na wydajną obróbkę powierzchni wydłużając serie produkcyjne i bezpieczeństwo. CoroMill 590 z płytkami PCD Frezowanie powierzchni Prędkość skrawania: Vc m/min 300 Głębokość skrawania a p mm 2.5 Posuw fn mm/obr. 0.17

5 Obróbka krawędzi elementów Wykończenie uzyskane podczas jednej operacji może zmniejszyć liczbę lub całkowicie wyeliminować następne operacje, co wraz z poprawą trwałości narzędzia przyczynia się do skrócenia czasu przestoju. Obróbka zgrubna lub wykańczająca materiałów kompozytowych może zostać udoskonalona dzięki frezom CoroMill. Frezy walcowo-czołowe z ostrzami z PCD i frezy węglikowe pokrywane diamentem mogą zostać indywidualnie opracowane, aby odpowiadały większości zastosowaniom, redukując odpryski włókien i zwiększając objętościową wydajność skrawania. Wiercenie otworów w wymagających materiałach Wśród wierteł CoroDrill posiadamy m.in. geometrię 854. Jej kształt został zaprojektowany w celu poprawy wejścia do otworu i wyjścia z niego w przypadku obróbki materiałów o dużej zawartości włókien węglowych. Wiercenie otworów w materiałach o dużej zawartości żywic przy rosnących wymaganiach związanych z rozwarstwianiem i odpryskami może zostać zoptymalizowane poprzez geometrię wiertła. Niewielkie kąty wierzchołkowe i duże kąty natarcia pomagają poprawić jakość otworu, a także zmniejszać siły osiowe, co jest istotne w przypadku powierzchni o cienkich ściankach. Wiercenie otworów w kompozytach warstwowych CFRP/AL Wiercenie wysokiej jakości otworów o średnicy ¼ (6,35 mm) w kompozytach warstwowych CFRP i AL stało się możliwe dzięki CoroDrill 854 z pokryciem diamentowym. Udoskonalenia objęły zmniejszenie odprysków, a także eliminację zadziorów i poprawę wykończenia powierzchni. Wiertło węglikowe CoroDrill 854 Wiercenie otworów Prędkość skrawania: Vc m/min 45 Głębokość otworu a p mm 70 Posuw fn mm/obr Prędkość posuwu Vf mm/min 51

6 Materiały z włóknami węglowymi W przypadku materiału kompozytowego, włókna, wiskery lub ziarna są rozproszone na osnowie, co zwiększa jego sztywność i wytrzymałość. Kompozyty przeznaczone na elementy konstrukcyjne składają się z laminatów lub wielu warstw, z udziałem tytanu i aluminium. Dlatego zalecenia dotyczące prędkości skrawania mogą wahać się od 100 m/ min (320 sfm) w przypadku włókna węglowego do 20 m/min (65 sfm) w przypadku tytanu, aby umożliwić wykonanie otworów i powierzchni wysokiej jakości. Wymagania dotyczące zastosowania Elementy konstrukcyjne, takie jak skrzydła kompozytowe, w tym dźwigary, podłużnice i poszycia, są wykonywane z różnych włókien węglowych i osnów, co powoduje konieczność stosowania indywidualnych rozwiązań narzędziowych. Inne wymagające struktury, takie jak środkowe komory skrzydła wykonane z kilku typów materiałów kompozytowych zwykle łączonych warstwowo z aluminium i tytanem zwiększają potrzebę stosowania zoptymalizowanego procesu. Połączenie materiałów warstwowych stawia jeszcze większe wyzwania procesowi produkcji, bezpieczeństwu narzędzi i jakości powierzchni. Takie sprawy jak ewakuacja wióra, wydajność produkcji i jakość otworów stają się trudniejsze z powodu radykalnie różnych własności materiałów. Rozwiązania narzędziowe Szeroki wybór geometrii narzędzi, ich konstrukcji, a także rozwiązania dla procesów jedno lub dwucyklowych mogą drastycznie udoskonalić produkcję. Propozycje Sandvik Coromant obejmują wiertła węglikowe i lutowane lub diamentowe, z pogłębianiem pod łby śrub, a także rozwiertaki dla otworów wymagających najlepszego wykończeniach powierzchni i o wąskich tolerancjach.

7 Rozwarstwienie przy zastosowaniu wierteł starego typu. Rozwiązanie CoroDrill poprawiło jakość otworu bez rozwarstwienia i odprysków. Jakość otworów Materiały o dużej zawartości żywic lub włókien mogą wymagać narzędzi o optymalnej geometrii, aby umożliwić wiercenie otworów wysokiej jakości w wydajnych układach. Geometrie CoroDrill obniżają ryzyko strzępienia się, rozwarstwiania i odpryskiwania podczas wykonywania otworów wysokiej jakości. Wiercenie otworów w materiałach z włóknami węglowymi i materiałach warstwowych z tytanu Włókna węglowe wraz z tytanem to jedna z najbardziej wymagających kombinacji w przypadku materiałów warstwowych. Wiertło CoroDrill PCD opracowane z wykorzystaniem unikatowej geometrii było w stanie zwiększyć produktywność w przypadku tego zastosowania stanowiącego wyzwanie dla procesu wiercenia otworów. Zakres geometrii CoroDrill Zaprojektowane dla różnych materiałów z włókien węglowych zapewniają doskonałą jakość otworu i wykończenie powierzchni. Warianty obejmują geometrie ze zoptymalizowanym kątem natarcia i wierzchołkowym zależnie od materiału i typu obrabiarki, takich jak obrabiarki CNC lub maszyny z automatycznym posuwem. Podczas obróbki panelu z kompozytu z włóknami węglowymi o grubości 15 mm i z blachą tytanową o grubości 10 mm osiągnięto dobre bezpieczeństwo i precyzję. Wiertło PCD CoroDrill Prędkość skrawania: V c m/min 12 Głębokość otworu a p mm 25 Wiercenie otworów Posuw f n mm/obr. 0.05

8 Wymagające zastosowanie w materiałach warstwowych Materiał: Aluminium, włókno węglowe, warstwa aluminium Zastosowanie: Wiercenie otworów Średnica otworu: 9.525mm (3/8 ) Typ wiertła: Wiertło do kompozytów CoroDrill 854 z pokryciem diamentowym Typ obrabiarki i warunki: Maszyna z automatycznym posuwem Mikro smarowanie Parametry skrawania: Obr./min: 2000 Posuw: 0,03 mm/obr. Wymagania dotyczące tolerancji otworu: H9 Chropowatość powierzchni: Wymagana: 3,2 Ra Osiągnięta: 1,6 Ra 20 mm 20 mm 20 mm Ø mm aluminium włókno węglowe aluminium Wymagania dotyczące bezpiecznego przebiegu procesu skrawania przy zapewnieniu dokładnych wymiarów, wykończenia powierzchni i ograniczonego tworzenia się zadziorów zostały osiągnięte dzięki zastosowaniu CoroDrill 854. Długa i stabilna trwałość narzędzia przy doskonałym kształtowaniu się wióra ułatwiała wiercenie otworów wysokiej jakości. Aby uzyskać więcej informacji, prosimy odwiedzić stronę lub SANDVIK POLSKA Sp. z o.o. Al. Wilanowska 372, Warszawa Tel: (22) , Fax: (22) , C-2940:130 POL/01 Wydrukowano na papierze nadającym się do powtórnego zastosowania. Wydrukowane w Szwecji przez Sandvikens Tryckeri. AB Sandvik Coromant