碳纤维制孔缺陷形成的原因有哪些?

  碳纤维复合材料具有以下优点:一是,强度高;二是,抗化学腐蚀性能优秀;三是,比模量高。基于上述优点,促使其被广泛应用于高精尖领域,但碳纤维复合材料经常会在制孔时发生问题,使制孔质量下降,不利于碳纤维复合材料的应用。通过对碳纤维复合材料不同制孔工艺技术进行分析,希望对提高制孔质量有所帮助。

  碳纤维材料作为一种现代复合型材料,由于其材质较轻,且具有较强的适应能力,因而被广泛应用于航空航天事业之中。飞机在制造过程中,钻孔是一道非常重要的工序,但受到碳纤维材料向异性和异质性的影响,在进行钻孔时,非常容易出现缺陷问题。因此,对碳纤维复合材料不同制孔工艺技术进行分析,具有十分重要的意义。

  起毛和撕裂是碳纤维复合材料在制孔加工过程中经常出现的缺陷。其中撕裂缺陷的尺寸相对较大,对于碳纤维复合材料的影响也非常大,因此,本段内容将撕裂作为主要的研究对象。撕裂与起毛的产生位置大致相同,孔出口侧的表面一层经常出现撕裂和起毛缺陷,并且撕裂会顺着孔的出口处向外延伸。

  碳纤维复合材料的形成可以划分为两个阶段,第一个阶段是横刃作用阶段;第二个阶段为主切削刃作用阶段。由于横刃集中了半数以上的轴向力,因而横刃作用是导致碳纤维复合材料缺陷的主要原因。据有关实验表明,在横刃钻出的短时间内,就会导致复合材料出现较大的撕裂长度,并且轴向力不仅会导致材料出现撕裂缺陷,起毛缺陷也会随之产生。但却仅局限于表层纤维被逆向切削的部位,而横向切削部分,则很少发生起毛和撕裂缺陷。