碳纤维管钻孔加工的痛点有哪些?

  碳纤维复合材料具备轻质高强、耐腐蚀等特点,现多应用于汽车、高端医疗、工业、军工等多个领域。虽然碳纤维复合材料性能优异,但二次加工起来较为困难,尤其是在碳纤维管上进行打孔。下面就为大家详细介绍碳纤维管在小孔加工的痛点有哪些?

  一、刀具堵塞和磨损严重

  为了保证加工效率,小孔钻削通常采用较高的刀具转速,同时,由于碳纤维复合材料的非均质性,加工时碳纤维和树脂以较高的切削线速度交替作用于刀具切削刃上,高硬耐磨的碳纤维对刀具的磨蚀作用剧烈,使切削区产生高温,导热性差的树脂使热量集中在刀具切削刃附近很小的区域内,刀具后刀面磨损严重。

  严重的刀具磨损影响加工产品的形状、尺寸精度和表面质量,刀具寿命低导致需要频繁更换和刃磨也增大了复合材料的加工成本。

  二、切削温度高,加工损伤严重

  碳纤维复合材料是由不同铺设方向的碳纤维预浸料层合而成,具有显著的各向异性和层间强度低等不利于加工的因素。另外,小孔直径小,容屑空间不足,加工过程中排屑困难,而水分会引起基体和界面性能退化以及基体材料的塑化,加工中一般不使用冷却液,因此,小孔加工的切削温度高于常规尺寸制孔加工。

  耐热性差的树脂(耐热温度一般为200℃~300℃)在切削热作用下易发生软化甚至烧伤。高温使树脂粘结强度显著降低,与碳纤维之间的界面以及复合材料叠层之间的界面脱粘,从而加剧了毛刺、分层、撕裂等损伤的产生。

  三、细小刀具刚度低,制孔形位误差大

  由于微小钻头刚性差,在切削力和机床振动等作用下容易折断。刀具易弯曲变形,严重影响入钻位置精度和制孔过程中孔的尺寸、形状精度。另外,由于复合材料的各向异性,其纵向(即平行纤维方向)和横向(即垂直纤维方向)材料的热物理系数相差较大,造成制孔时孔径变化不均匀而形成椭圆形孔。加工中温度的剧烈变化可能造成碳纤维管加工时形成锥形孔。

  为解决碳纤维管小孔加工的难点,提供钻孔加工的稳定性,江苏博实积极进行工艺优化和技术提升,降低碳纤维管小孔加工的难度,将其应用在后续的碳纤维板加工中,帮助客户节省成本。