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碳纖維板加工工藝解析

發(fā)布時(shí)間：2017-06-02

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碳纖維板是用碳纖維和樹脂預(yù)制成型的復(fù)合材料。其秉承了碳纖維自重輕、輕度高和耐腐蝕等特性。

碳纖維板主要用于無(wú)人機(jī)航模、X光濾線柵以及其他一些具有明顯減重效果的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。它的密度僅為1.5g/cm^3，是鋼材的1/5，而強(qiáng)度是同截面鋼材的7-10倍。一般碳纖維板在一次整體成型后，由于精度要求或裝配需要，常需進(jìn)行切削加工工藝。

傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法包括車、銑、磨、鉆等，目前基本上沿用傳統(tǒng)的金屬切削加工工藝和裝備，具有加工方法簡(jiǎn)單、工藝成熟、設(shè)備投入少等特點(diǎn)，但同時(shí)也存在刀具磨損快、加工精度難以保證、加工效率低、加工過(guò)程中產(chǎn)生有害的粉末狀切屑等缺點(diǎn)。

碳纖維強(qiáng)度大，但脆，機(jī)械加工時(shí)，如果用力太小沒(méi)有用，用力太大的話會(huì)破裂，比較麻煩。要解決上面的問(wèn)題，最主要從刀具入手。在切削工藝參數(shù)、切割深度相同的條件下，使用不同材料，尺寸，形狀的刀具，對(duì)碳纖維材料進(jìn)行切割，看效果如何，反復(fù)試驗(yàn)，控制變量，找到最合適的刀具。刀具切削的力度、時(shí)間、環(huán)境的溫度等因素也會(huì)影響到加工的結(jié)果。

在對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行鉆孔時(shí)，刀其必須鋒利，切削參數(shù)至少在2000r/min以上，但也不能過(guò)高，最好采用4000-6000r/min的轉(zhuǎn)速。

在一些資歷不是很高的碳纖維加工廠商里，很多都會(huì)遇到碳纖維復(fù)合材料機(jī)械切削加工出現(xiàn)的各種情況：

1.材料呈層狀，塊狀崩落、撕裂，最嚴(yán)重的情況是整個(gè)加工件報(bào)廢。

2.刀具磨損快，如果使用鈍刀具加工，更加容易造成胚料損傷，而在精加工的時(shí)候，刀具的形狀和尺寸有所變化，會(huì)影響產(chǎn)品的形狀和尺寸。另外，對(duì)規(guī)定直徑尺寸的刀而言，刀具的磨損會(huì)引起孔、槽尺寸的不穩(wěn)定。

3.刀具的使用方法不夠準(zhǔn)確，壽命短，耐用度低，使產(chǎn)品的加工成本大大提高了，無(wú)法保證質(zhì)量穩(wěn)定和加工成本。

切削工藝對(duì)碳纖維復(fù)合材料性能的影響是碳纖維復(fù)合材料加工技術(shù)研究中最重要的內(nèi)容，國(guó)內(nèi)外在這方面的研究尚處于起步階段，有許多工作有待進(jìn)行。目前碳纖維復(fù)合材料的二次加工方法主要就是傳統(tǒng)的機(jī)械加工和特種加工兩種。

特種加工方法包括激光加工、水射流切割、電火花加工、超聲波加工和電化學(xué)加工等，在加工精度、加工復(fù)雜型面等方面有較大的發(fā)展?jié)摿?，目前還處于研究階段。目前傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法仍是復(fù)合材料加工的主要手段。（文章來(lái)源：復(fù)材網(wǎng)）

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