Требования к режущему инструменту для композитов
Современные разработки в области конструкционных материалов, естественно, оказывают влияние на режущие инструменты. Они должны обеспечить экономичную и технологически точную обработку новых материалов. Компания MAPAL уже давно интенсивно занимается поиском соответствующих решений по инструменту, оптимально учитывающих специфические требования обрабатываемых деталей.
Углепластики CFK (carbon fiber reinforced plastics) — материал непростой. Хрупкий, слоистый, склонный к расслоению. Обработать его так, чтобы не повредить структуру — задача со звездочкой.
Но без этого никуда. Авиация, космос, автомобилестроение — везде нужны легкие и прочные композиты. А значит, нужен и качественный инструмент для их обработки.
Рис. 1 Черновая и чистовая обработка материала CFK за одну операцию инструментом OptiMill-Composite-Speed
Рис. 2 MEGA-Drill-Composite-UDX предотвращает расслоение и выступание концов волокон на выходе из отверстия
Рис. 3 Деталь: выход из отверстия при диаметре инструмента 4,8 мм (сверление MEGA-Drill-Composite-UDX)
Рис. 4 Деталь: выход из отверстия при диаметре 21 мм (циркулярное фрезерование OptiMill-Composite-Speed)
Рис. 5 Качественная обработка CFK при помощи инструментов MEGA-Drill-Composite-UDX и OptiMill-Composite-Speed
Надежная технология сверления углепластиков
При сверлении материалов CFK особое внимание уделяется тому, как избежать расслоения и выступания концов волокон на выходе из отверстия. И при этом выдержать все допуски на отверстие, касающиеся диаметра, формы и поверхности.
Задача не из легких. Одно неверное движение — и волокна расслаиваются, поверхность испорчена, деталь бракованная. А стоимость таких деталей в авиастроении исчисляется десятками тысяч евро.
Неудивительно, что к выбору инструмента подходят особенно тщательно.
Сверла MEGA-Drill-Composite с алмазным покрытием
Сверла типа MEGA-Drill-Composite в модификациях MD и UDX с высокоэффективным алмазным покрытием являются достойным ответом на вызов со стороны этих сложных материалов. Они обеспечивают продолжительное время стойкости.
При этом сверла UDX для обработки однонаправленных волокон имеют еще более сложную заточку, чем сверла MD для резания менее чувствительного переплетения разнонаправленных волокон.
| Модификация | Применение | Особенности заточки |
|---|---|---|
| MEGA-Drill-Composite-MD | Разнонаправленные волокна | Стандартная геометрия |
| MEGA-Drill-Composite-UDX | Однонаправленные волокна | Усиленная сложная заточка |
Разница существенная. Однонаправленные волокна более капризные, требуют особого подхода. Но и результат того стоит — идеальное отверстие без расслоений.
Фрезерование без дефектов поверхности
Качество обработки деталей при фрезеровании пластмасс, армированных углеродным волокном, определяется в первую очередь по безупречной поверхности и первоклассным кромкам детали.
Таким образом, критериями брака являются:
- вырванные волокна (расслоение);
- выступающие концы волокон (не полностью обрезанные волокна);
- выгоревшая смола.
Последний фактор часто не замечают при оценке особенно ярко блестящей поверхности. Ошибаются. Блеск — не всегда показатель качества.
Черновая и последующая чистовая обработка чаще всего не приводят к желанному успеху тогда, когда примененный инструмент не обеспечивает заданной производительности.
А потому фирма MAPAL разработала фрезерный инструмент OptiMill-Composite-Speed, который позволяет выполнить высококачественную обработку всего за одну операцию и благодаря этому заметно экономит время.
Впечатляет, не правда ли?
Универсальный инструмент OptiMill-Composite-Speed
На представленной тестовой заготовке специалисты MAPAL воспроизвели различные технологические ситуации, встречающиеся при обработке деталей из CFK, прежде всего, в самолетостроении.
При этом в серийном производстве используются в основном цельнотвердосплавные инструменты с алмазным покрытием. Все операции фрезерования на заготовке были выполнены инструментом OptiMill-Composite-Speed с 8 режущими кромками.
Благодаря своей специальной геометрии этот инструмент может выполнять все возможные фрезерные операции. Универсальность в действии.
В качестве доказательства деталь была «выфрезерована» из цельного куска материала. С обрезанием кромок заготовки ступенчатым фальцеванием, как снаружи, так и изнутри, OptiMill-Composite-Speed справился так же легко, как и с изготовлением большого центрального канала.
Канал был полностью обработан путем прорезания с последующей циркулярной обработкой, без какого бы то ни было выступания волокон или расслоения.
Заметный на поверхности уклон был получен при помощи вертикального шпинделя, аналогично обработке концов стрингеров, которые служат для придания жесткости фюзеляжу в направлении полета и должны быть скошены на концах.
В завершение тестовая заготовка была отрезана путем резания всей режущей кромкой инструмента.
| Операция | Инструмент | Результат |
|---|---|---|
| Ступенчатое фальцевание | OptiMill-Composite-Speed | Без расслоения |
| Изготовление центрального канала | OptiMill-Composite-Speed | Идеальная поверхность |
| Циркулярная обработка | OptiMill-Composite-Speed | Без выступания волокон |
| Обработка стрингеров | OptiMill-Composite-Speed | Точный уклон |
| Отрезка заготовки | OptiMill-Composite-Speed | Чистый рез |
Практическое применение в авиастроении
Сверление боковых отверстий новый инструмент MEGA-Drill-Composite-UDX выполнил совершенно бесшумно с наивысшим качеством сверления, также без выступания волокон или расслоения.
Он особенно подходит для ситуаций неустойчивого зажима (систем Pogo) или для обработки упругих деталей, которые могут отрицательно повлиять на операцию сверления.
Это серьезно. В реальном производстве не всегда удается обеспечить идеальное закрепление детали. А инструмент должен работать надежно в любых условиях.
MEGA-Drill-Composite-UDX именно такой. Надежный, предсказуемый, эффективный.
Комплексные решения для обработки CFK
Обработка углепластиков — это не просто сверление или фрезерование. Это комплексный подход, учитывающий все особенности материала.
CFK не прощает ошибок. Расслоение, вырванные волокна, выгоревшая смола — все это брак. А брак в авиастроении стоит дорого.
Инструменты MAPAL решают эти проблемы:
- алмазное покрытие обеспечивает высокую стойкость;
- специальная геометрия предотвращает расслоение;
- универсальность OptiMill сокращает время обработки;
- MEGA-Drill-UDX работает даже в неустойчивых системах зажима.
Результат? Качественная обработка без дефектов. Экономия времени и средств. Довольные заказчики.
Что еще нужно для успеха?
Партнерство с MAPAL: технологии будущего
Разрабатывая специальный инструмент для обработки современных легких конструкционных материалов, MAPAL поддерживает своих клиентов в реализации поставленных задач с применением соответствующей технологии резания и способов обработки.
Компания является подходящим и надежным партнером для решения важных задач настоящего и будущего.
Это не просто слова. За ними стоят годы исследований, испытаний, практического применения. И реальные результаты на производствах по всему миру.
Легкие конструкционные материалы — будущее авиации, космоса, автомобилестроения. А качественный инструмент — ключ к их успешному применению.
MAPAL этот ключ уже нашла.
И готова поделиться с партнерами.
Tel. +497361 585 0
viktor.hamann@de.mapal.com
Mobil: +491727302376
www.mapal.com
