I. Boranir
Borun í samsettum efnum er verulega frábrugðin borun í flugvélamannvirkjum úr málmi. Sérstakar boranir, meiri hraði og lægri fóðrunarhraði eru nauðsynleg til að ná nákvæmum holum. Mannvirki úr koltrefjum og epoxý eru einstaklega stíf og slípandi, sem gerir það að verkum að nota þarf sérstaka flötu-flautu eða álíka fjögurra-flautubor. Aramid trefjar (Kevlar®) og epoxý samsett efni, þótt þau séu ekki eins hörð og koltrefjar, er erfitt að bora nema sérstök verkfæri séu notuð, þar sem trefjarnar eiga það til að slitna eða rifna nema þær séu hreinlega skornar þar sem þær eru felldar inn í epoxýið. Sérstakar borar með þvottahnífa og fiskhalapunkta hafa verið þróaðar til að klippa trefjarnar áður en þær eru dregnar upp úr boraða holunni. Hins vegar, þegar Kevlar® og epoxýhlutar eru settir á milli tveggja málmhluta, er hægt að nota venjulegar snúningsbor.
II. Búnaður
Pneumatic verkfæri eru notuð til að bora samsett efni. Frjáls hraði bormótorsins getur náð allt að 20.000 snúningum á mínútu. Almenna reglan um að bora samsett efni er að nota háan hraða og lágan matarhraða (þrýsting). Borbúnaður með vélknúnum fóðurstýringu framleiðir betri holugæði samanborið við bormótora án hans. Mælt er með notkun borstýringa, sérstaklega fyrir þykkari lagskipt.
Ekki nota venjulega snúningsbora til að bora samsett mannvirki. Hefðbundið-háhraðastál er óviðunandi þar sem það verður dauft strax, myndar of mikinn hita og veldur aflögun, trefjum rifnum og óviðunandi holugæðum.
Borar fyrir koltrefja og glertrefja eru úr demantshúðuðum efnum eða gegnheilum karbíði vegna þess að trefjarnar eru mjög harðar og staðlaðar háhraða stálborar (HSS) endast ekki lengi.
Snúningsborar eru almennt notaðir, en einnig er hægt að nota Brad punktbor. Kevlar trefjar eru ekki eins harðar og koltrefjar og geta hýst staðlaðar HSS boranir; þó gæti holugæðin verið í hættu. Ákjósanlegasta bortegundin er sigð-lagaður Klenk borinn, sem fyrst tengist trefjunum og klippir þær síðan, sem leiðir til betri holugæða. Stærri göt er hægt að skera með því að nota demant-húðaðar holusög eða fluguskera, en fluguklippur ætti aðeins að nota á borvélar og ekki borvélar. (Eins og sýnt er á myndum 85, 86 og 87)
(Mynd 85) Klenk bor til að bora Kevlar®
(Mynd 86) Bor- og skurðarverkfæri fyrir samsett efni
(Mynd 87) Sjálfvirk borun og skurður
III. Starfsaðferðir og varúðarráðstafanir
Samsettir bormótorar starfa á bilinu 2000 til 20.000 snúninga á mínútu og lágan straumhraða. Bormótorar búnir vökvafóðrunarhólfum eða öðrum gerðum fóðurstýringar eru ákjósanlegir þar sem þeir takmarka bylgju borkronans út úr samsettu efninu og draga úr sprengiskemmdum og delamination. Hlutar úr límbandsvörum eru sérstaklega viðkvæmir fyrir sprunguskemmdum en hlutar úr efni úr efni eru síður viðkvæmir fyrir því. Samsett mannvirki þurfa málmplötur eða plötur sem bakhlið til að forðast að springa. Göt í samsettum mannvirkjum eru venjulega forboraðar með litlu tilraunagati, síðan stækkaðar með demant-húðuðum eða karbítbor, og að lokum rembaðar í lokastærð holunnar með karbíðrúffu.
Aftur-borun er vandamál sem getur komið upp þegar koltrefja-epoxýhlutar eru tengdir við undirbyggingarhluta úr málmi. Afturbrún gatsins í koltrefja-epoxýhlutanum getur veðrast eða slitnað með því að málmflísar sem dregnar eru í gegnum samsett efni. Þetta er algengara þegar bil eru á milli hlutanna eða þegar málmflísarnir eru línulegir frekar en sundraðir. Hægt er að draga úr bakborun- með því að stilla straumhraða og hraða, rúmfræði verkfæra, klemmu hluta, bæta við lokaupprústri, nota goggunarbor eða blöndu af þessum aðferðum.
Þegar boraðir eru samsettir hlutar ásamt málmhlutum getur málmhlutinn ráðið borunarhraðanum. Til dæmis, þó að títan sé samhæft við koltrefja-epoxýefni frá tæringarsjónarmiði, til að koma í veg fyrir málmvinnsluskemmdir á títan, þarf að draga úr borhraðanum. Títan málmblöndur eru boraðar á lágum hraða með háum hraða. Borar sem henta fyrir títan henta kannski ekki fyrir koltrefjar eða glertrefjar. Borar fyrir títan eru venjulega framleiddir úr kóbalt-vanadíum, en borar fyrir koltrefja eru úr karbíði eða demant-húðaðir til að auka endingu bora og framleiða nákvæmar göt. HSS borar með litlum þvermál, eins og #40 bor, eru almennt notaðir til að handbora stýrisholur vegna tiltölulega lágs kostnaðar, sem vegur upp á móti takmarkaðan líftíma. HSS borar henta aðeins fyrir eina holu.
Algengasta vandamálið við að nota karbíðverkfæri í handborunaraðgerðum er skemmdir á verkfærum (sérstaklega brúnflísar). Beitt bor með hægri og stöðugri fóðrun getur náð 0,1 mm vikmörkum (0,004 tommum) í gegnum koltrefja-epoxý og þunnt ál, sérstaklega þegar borstýri er notað. Harð verkfæri geta viðhaldið þéttari vikmörkum. Þegar uppbyggingin undir koltrefjum-epoxýinu er títan, getur boran dregið títanflís í gegnum koltrefja-epoxýið og stækkað gatið. Í slíkum tilfellum getur verið nauðsynlegt að loka upprúgun til að viðhalda umburðarlyndi í holuþvermáli. Göt í koltrefjum-epoxý samsettum byggingum krefjast karbíðrúmar. Að auki, þegar reamer fjarlægir meira en 0,13 mm (0,005 tommur) í þvermál, þarf útgönguenda holunnar viðunandi stuðning til að koma í veg fyrir sprungur og aflögun. Stuðningurinn er hægt að veita með undirbyggingunni eða plötu sem er fest á bakflötinn. Dæmigerður upprúningshraði er um það bil helmingur af borhraðanum.
Skuruvökvi er almennt ekki notaður eða mælt með því að bora þunnt (minna en 6,3 mm eða 0,25 tommur þykkt) koltrefja-epoxýbyggingar. Það er góð æfing að nota lofttæmi þegar borað er í samsett efni til að forðast að kolefnisryk fljóti frjálslega á vinnusvæðinu.
IV. Borun
Þegar setja á sléttar festingar í samsetningar þarf að bora fyrir samsett mannvirki. Fyrir málmmannvirki eru 100 gráðu klippingar eða spennuhausfestingar dæmigerðar aðferðir. Í samsettum mannvirkjum eru tvær algengar gerðir af festingum: 100 gráðu spennuhausfestingar eða 130 gráðu spennuhausfestingar. Kosturinn við 130 gráðu hausinn er að þvermál festingarhaussins getur verið það sama og 100 gráðu spennuhausfestingar, en höfuðdýpt er sú sama og 100 gráðu klippuhausfestingar. Fyrir samsettar festingar í samsettum hlutum er mælt með því að hanna borunarverkfærið með stýrðum radíus á milli gatsins og holunnar til að koma til móts við haus-til-skaftarradíus á festingunni. Að auki getur verið nauðsynlegt að skurðaraðgerðir eða þvottavélar séu nauðsynlegar til að veita nægilegt rými fyrir útstæð höfuðfestingar. Óháð því hvaða höfuðgerð er notuð, verður að útbúa samsvarandi sökkva eða skán í samsettu uppbyggingunni.
Karbíðverkfæri eru notuð til að framleiða sökkva í koltrefja-epoxýbyggingum. Þessar forsökkunarskerar eru venjulega með beinar flautur svipaðar þeim sem notaðar eru á málma. Fyrir Kevlar trefjar-epoxý samsett efni er S-laga jákvæð hrífuskurðarflauta notuð. Ef notaðir eru beinar flautu- eða forsökkunarskera er hægt að setja sérstaka þykka límband á yfirborðið til að hreinsa klipptu Kevlar trefjarnar, en það er minna áhrifaríkt en S-laga flautuskera. Mælt er með tilraunaforsökkunarverkfæri þar sem það tryggir betri sammiðju milli gatsins og niðursokksins og dregur úr líkum á bilum undir festingunni vegna ósamhverfu eða delamination á hlutanum.
Notaðu ör-stöðvunarmæli til að búa til samræmdar fráboranir. Ekki má sökkva dýpra en 70% af yfirborðslagsdýpt því dýpri sökkva getur dregið úr styrk efnisins. Þegar þú notar forsökkunarverkfæri er nauðsynlegt að athuga reglulega með tilliti til slits, þar sem slit getur leitt til minnkaðrar sammiðju milli gats og forsökkunarverkfæris. Þetta á sérstaklega við um verkfæri sem hafa aðeins eina skurðbrún. Fyrir skurðartennur með forsökkva skal staðsetja stýrisbúnaðinn í gatið og stilla skurðartennurnar að hámarks snúningi á mínútu áður en byrjað er að færa skurðartennurnar inn í holuna og undirbúa skurðarskurð. Ef skurðartennurnar komast í snertingu við samsetta efnið áður en bormótorinn er ræstur, getur það myndast rusl.
V. Skurðarferli og varúðarráðstafanir
Skurðarverkfæri sem eru hönnuð fyrir málma eru annað hvort með stuttan líftíma eða gefa lélegar skurðbrúnir þegar þau eru notuð á samsett efni. Verkfærin sem notuð eru fyrir samsett efni eru mismunandi eftir samsettu efninu sem verið er að skera. Almenna reglan um að skera samsett efni er mikill hraði með hægum fóðrun.
Koltrefjastyrkt plast (CFRP): Koltrefjar eru mjög harðar og háhraða stálverkfæri slitna fljótt. Fyrir flest klippingar- og klippingarverkefni eru demantskornblöð besti kosturinn. Má mala með súrál eða kísilkarbíð sandpappír eða slípiefni. Kísilkarbíð hefur lengri líftíma en súrál. Beinbitar geta einnig verið gerðir úr solid karbít eða demant-húðað.
Glertrefjastyrkt plast (GFRP): Glertrefjar eru eins harðar og koltrefjar og háhraða stálverkfæri slitna fljótt þegar þau eru notuð á þau. Boranir í glertrefjum ættu að vera með sömu gerð og efni bora og þeir sem notaðir eru fyrir koltrefjar.
Aramid (Kevlar®) trefjastyrkt plast: Aramid trefjar eru ekki eins harðar og kolefnis- og glertrefjar og hægt er að nota verkfæri úr háhraðastáli. Til að koma í veg fyrir að trefjar losni við brúnir aramíðsamsettra efna skaltu halda hlutnum þétt áður en þú klippir hann. Aramid samsett efni þarf að styðja með bakplötu úr plasti. Skera skal aramíðið og bakplötuna samtímis. Besta skurðaraðferðin fyrir aramíðtrefjar er að spenna þær fyrst og klippa þær síðan. Það er sérlagaður skeri sem getur gripið um trefjarnar og síðan skorið þær. Þegar þú notar skæri til að klippa Kevlar efni eða prepregs, verður að vera önnur hlið með skurðarblöðum og önnur hlið með rifnum eða rifnum yfirborðum. Þessar rifur koma í veg fyrir að efnið renni. Notaðu alltaf beitt blað þar sem þau geta dregið úr skemmdum á trefjum. Eftir notkun, vertu viss um að hreinsa rifur skæranna strax til að koma í veg fyrir skemmdir af óhertu plastefni.
Þegar þú notar verkfæri og búnað skaltu alltaf nota öryggisgleraugu og annan hlífðarbúnað.
VI. Skurðarbúnaður
Bandsögin er algengasti búnaðurinn á viðhaldsverkstæðum til að klippa samsett efni. Mælt er með því að nota karbít-odd eða demant-húðuð blöð án tanna. Dæmigert tennt blað munu ekki endast lengi ef þau eru notuð til að skera koltrefjar eða glertrefjar. Eins og sýnt er á [Mynd 88] er hægt að nota loft- og handvirk verkfæri eins og fræsur, jab-sög, slípunarvélar og skurðarhjól til að snyrta samsetta hluta. Karbít-topp eða demant-húðuð verkfæri veita betri frágang og lengri líftíma. Faglegir valkostir eru meðal annars ultrasonic, waterjet og leysirskurðarvélar. Þessar gerðir búnaðar eru tölustýrðar (NC) og framleiða betri brún og holu gæði. Ekki er hægt að nota vatnsgetuskurðarvélar á honeycomb mannvirki þar sem þær setja vatn inn í hlutana. Aldrei skera neitt á búnað sem ætlaður er fyrir samsett efni, þar sem önnur efni geta mengað samsett efni.
(Mynd 88) Bandsög
Prepregs er hægt að skera með því að nota (CNC) Gerber skurðborð. Notkun þessa búnaðar flýtir fyrir skurðarferlinu og hámarkar efnisnotkun. Hönnunarhugbúnaður getur reiknað út hvernig á að skera lög af flóknum formum. Eins og sýnt er á mynd 89:
:
(Mynd 89) Gerber skurðarborð
Á eftir að halda áfram
Heimild "Composites Frontier" opinber vefsíða