Статьи

Обработка современных композитных материалов

13 октября 2017 г.

 

Ведущие эксперты связывают перспективы развития новой техники с широким использованием композицитных материалов (КМ), уникальность свойств которых позволяет во многих случаях значительно повысить эксплуатационные характеристики конструкций изделий, а также снизить трудоемкость и материалоемкость их изготовления.

Рис. 1 Твердосплавные фрезы GARANT для обработки волокнистых композитов

В настоящее время наибольшее распространение получили композиты с полимерной матрицей (КПМ),также известны как полимеры, армированные волокнами (ВПМ). В качестве матрицы для этих материалов используются смолы на основе полимеров, в качестве армирующих элементов – различные волокна: стеклянные, углеродные, органические.

В отдельную группу можно выделить гибридные композиты, состоящие из пластиков, армированных волокном, и листов металла (титан, алюминий). Подобные композиты чаще всего встречаются в авиастроении, наиболее распространёнными являются ячеистые композитные материалы (сотовые панели).  
В автомобилестроении набирают популярность композиты с металло-керамической матрицей (MMC), в которых связующим материалом является металл, преимущественно алюминий или магний, а армирующимэлементом - керамические частицы.

Особенности механической обработки композитных материалов не позволяют напрямую эффективно использовать накопленный опыт и рекомендации по обработке резанием металлов и требуют новых технологических решений.

Hoffmann Group, европейский лидер в области комплексных поставок профессионального инструмента, совместно с ведущим инженерным центром

Германии институтом им. Фраунхофера IWU на протяжении последних лет интенсивно занималась изучением новых материалов и разработкой методов их обработки. Благодаря этому сотрудничеству был разработан целый ряд специализированных высокопроизводительных режущих инструментов GARANT
.
Обработка композитных материалов на базе углеродного волокна

Детали из пластиков, армированных углеродным волокном, состоят из определяющих их прочность высокотвёрдых термостойких волокон (армирующая составляющая) на углеродной основе, которые укладываются в вязкую матрицу, обладающую низкой термостойкостью. При этом различные углеродные волокна могут соединяться с полимерными матрицами самым различным образом. Это приводит к многообразию комбинаций материалов с подчас значительно отличающимися друг от друга свойствами. Эти материалы обозначаются аббревиатурой CFK.

Пластики, армированные углеродным волокном, применяются в первую очередь в авиационной промышленности (например, для вертикального оперения, распорок, аэродинамических тормозных устройств) или в машиностроении, где выдвигаются такие требования, как пониженная инерция массы или оптимальная демпфирующая способность (динамические компоненты машинного оборудования). Другой областью применения этих материалов является спорт и сфера досуга (например, они используются при изготовлении теннисных ракеток, досок для сёрфинга, велосипедных рам).

Для черновой обработки можно использовать различные роутеры (артикулы №209410 - 209445), данный тип инструмента имеет разнонаправленные зубья и в зависимости от конструкции может удалять стружку как вверх (правая спираль),  так и вниз (левая спираль).  Чистой и точной кромки при резании углепластика можно добиться, например, с помощью твердосплавной фрезы с алмазным покрытием GARANT (артикул №209515). Особая форма режущей кромки данной фрезы позволяет обрезать листовой углепластик без образования заусенцев на нижней и верхней кромках. Расслоению материала препятствует специальная вогнутая форма режущей кромки. Скорости резания при этом находятся в диапазоне от 150 до 350 м/мин, подача от 0,06 до 0,1 мм/зуб.

Помимо лезвийного режущего инструмента для черновой обработки армированных углеродным волокном пластиков применяется алмазный абразивный инструмент. Как известно, алмаз считается самым твёрдым инструментальным материалом и данное свойство обуславливает крайне долгий срок службы такого инструмента.

Инновационный подход к нанесению абразивного материала на основу – методом вакуумной пайки твёрдым припоем (рис. 2б) отличает алмазные шлифовальные головки GARANT (артикул №552750) от стандартных с гальванической металлической связкой (рис. 2а). Благодаря крайне тонкому слою припоя объем выступающего зерна составляет до 70%, что снижает температуру шлифования и склонность к засаливанию, а применение абразива крупной фракции D427 значительно повышает производительность съема материала. Отдельное внимание следует обратить на тот факт, что данные шлифовальные головки предназначены как для установки на промышленные роботы и шлифовальные станки с ЧПУ, так и для использования с ручным механизированным инструментом, что позволяет осуществлять любые операции по обработке кромок и контуров.

Обработка композитных материалов на основе металло-керамической матрицы

   Область применения высокопрочных легкосплавных компонентов – в первую очередь на основе алюминия, а также магния и титана – постоянно растет. Применение легкосплавных компонентов в автомобильной промышленности обусловлено стремлением к снижению общего веса конструкции, которое в конечном итоге позволяет сократить расход топлива и уровень выбросов вредных веществ в окружающую среду. Тем не менее, применение легкосплавных компонентов ограничено в тех областях, где они должны выдерживать высокие трибологические, механические или термических нагрузки. Эти недостатки могут быть устранены при одновременном сохранении низкого веса компонентов с помощью целенаправленного и в некоторых случаях частичного усиления металла керамическими частицами

Металлокерамические композиты находят широкое применение при изготовлении гильз цилиндров в двигателях (трибологические характеристики), опорных диски тормозных колодок (вес), подшипников (тепловое расширение), тормозных дисков (трибологические характеристики), спортивных товаров, таких как, например, теннисные ракетки, и теплопоглотителей в электронике.

При обработке подобных материалов основная сложность заключается в высокой твердости армирующих керамических элементов. Использование инструмента из твердого сплава в данном случае практически невозможно, и необходимо применение инструментов из сверхтвердых материалов, таких как поликристаллический алмаз (ПКА) и кубический нитрид бора (КНБ).

Специально для обработки подобных композитов были разработаны токарная и фрезерная линейки инструмента GARANT.

Сменные многогранные токарные пластины GARANT с напайным поликристаллическим алмазом (артикулы №265800 – 265897) специально предназначены для черновой и чистовой обработки высокоабразивных литейных алюминиевых сплавов и ММС. Сформированный лазером стружколом обеспечивает дополнительное стружколомание.
Для фрезерной обработки разработаны концевые фрезы GARANT(артикулы №209610 – 209666) c напайными пластинами из ПКА. Фрезы представлены в различных вариантах исполнения – концевые, с тороидальным торцом и радиусные, и в зависимости от поставленной задачи могут изготавливаться как в нейтральном исполнении, так и с удалением стружки вверх или вниз. Фрезы могут быть изготовлены по желанию заказчика в диапазоне рабочих диаметров от 2,95 до 17,1 мм с шагом 0,01 мм.

Hoffmann Group, одна из немногих компаний на рынке, предлагает полную линейку инструментадля обработки различных типов композитных материалов и дает подробные рекомендации по выбору оптимальных режимов для их обработки.


Начиная с января 2017 года пользователям электронного сервиса GARANT ToolScout (www.toolscout.com) стала доступна возможность подбора инструмента для обработки практически всех групп композитных материалов и пластиков. База конструкционных материалов была значительно расширена, а также были добавлены новинки специализированного инструмента.
В пошаговом режиме, после выбора операции и обрабатываемого материала, система подбирает подходящий инструмент и выдает рекомендации по режимам резания.

Получить подробную информацию об этих и многих других продуктах и сервисах GARANT можно на сайте Hoffmann Group (www.hoffmann-group.com).

В центральном офисе ЗАО «Хоффманн Профессиональный Инструмент» или у наших представителей в регионах России Вы сможете заказать уникальный каталог HOFFMANN GROUP.



 

 

Реклама на сайте:

Размещение статьи или пресс-релиза на главной странице со ссылками и изображениями  info@promreg.ru

 Период размещения - бессрочно.

Новости

«ЛЬВЕНОК» ВСТАЛ НА РЕЛЬСЫ В ПЕТЕРБУРГЕ
18 июля 2018г.

Представление первого продукта нового машиностроительного производства в Санкт-Петербурге.

Новая разработка компании «АэроГидроТех» сокращает убытки при эксплуатации тепловых сетей
18 июля 2018г.

В настоящий момент тепловые сети в России находятся в критическом положении. Потери при транспортировке теплоносителя доходят до 20% (при норме не более 5%), а его утечки — 18-20% (при норме 0,25% от объема теплоносителя в системе).

Работа с металлом на высоких скоростях
18 июля 2018г.

Компания 3М анонсировала выход двух новинок - отрезные и зачистные круги 3M™ Silver, которые обеспечивают более высокую скорость и продолжительный срок службы по сравнению с абразивными материалами с обычным оксидом алюминия и цирконатом алюминия.

Все новости

Выставки

ONS 2018
27 августа 2018 г. - 30 августа 2018 г.
AMB, International Exhibition for Metal Working, Stuttgart
18 сентября 2018 г. - 22 сентября 2018 г.
www.promsalon.ru
25 сентября 2018 г. - 27 сентября 2018 г.
Все выставки

Объявления

09.07.2018г.
Продам газгольдер

Александр

Продам газгольдер объёмом 2,7 и 4,8 м куб. Новая запорная арматура. Полностью обслужен. Монтаж, гарантия, обслуживание. Цена от 70 тыс руб. тел: +79032314129 www.prodazha-gazgoldera.ru ...
08.07.2018г.
Проволока ПАНЧ-11 для механизированной сварки чугуна

ПАРТАЛ, ООО

Институтом электросварки разработан весьма эффективный способ «холодной» (без подогрева) сварки чугунных деталей самозащитной сварочной проволокой сплошного сечения ПАНЧ-11. Этот способ сварки не требует применения защитного газа, так как в состав проволоки ...
08.07.2018г.
Предлагаем купить нихромовую спираль. Изготовим спираль из нихрома

ПАРТАЛ, ООО

Нагревательные спирали из нихрома марка Х20Н80 или Х15Н60. Нихром только российского производства, высокого качества. Нихромовые спирали производятся по техническим требованиям заказчика. Качественно в короткие сроки. Предлагаем заказывать нихромовые спирали в ...
Все объявления