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碳纤维复合材料的主要加工方法

时间:2021-09-08 来源: 点击:34次

碳纤维复合材料构建在制作时一次成型的,一般只能做到比较规整的形状,并不能实现所有的设计特征,这就需要进行大量的二次机械加工来完成剩余的设计了。对于碳纤维复合材料主要的二次机械加工包括孔加工、特殊形状切割加工、盲槽加工、表面打磨加工。

碳纤维复合材料的二次加工方法主要有传统的机械加工和特种的加工两种而已,目前传统的机械加工方法还是复合材料加工的主要手段,但在切削加工的过程中遇到越来越多的问题,比如刀具快速的磨损,钻孔分层。

实践证明由于碳纤维复合材料的性质与金属不同,因此在碳纤维复合材料的加工中不能简单地沿用金属材料的加工刀具和工艺,而在众多的研究中主要集中在碳纤维复合材料钻削制孔方向,这是碳纤维复合材料的关键加工工艺之一。

碳纤维复合材料钻孔加工特性主要表现在:

1、碳纤维复合材料层间强度低,在钻孔过程中,如果复合材料构件所受的钻削轴向力过大,导致层间应力过大,超过其基体树脂的强度就会引起分层等缺陷;

2、碳纤维复合材料属于各向异性材料,其纤维铺层方向对制孔有较大影响,特别是单向板制孔时,钻孔处的应力集中较大,极易引起劈裂等缺陷;

3、碳纤维复合材料硬度大,在钻孔时钻头磨损很快;

4、碳纤维复合材料导热性差,在钻孔过程中钻头与复合材料产生大量的摩檫热,而碳纤维复合材料热导率小,热量难以在加工中排除,使切削区温度迅速上升,加速了钻头磨损。

防止钻孔时出口端纤维分层的工艺措施:在结构开敞的条件下,孔的出口面要用硬质高密度板支撑并垫实,这样能够有效的防止出口分层和劈裂。在条件允许的情况下,制造碳纤维复合材料构件时可以考虑在出口面加上一到两层的玻璃布,并且会与构件同时固化,待钻完孔后将玻璃布撕去,这样也可以防止孔出口面分层。