Vilka är de bästa kompositskärverktygen för moderna kompositmaterial?

Irvine, Kalifornien, U.S.A - Mannheim, Tyskland

Dela på LinkedIn

ChattaGPT

Vilka är de bästa skärverktygen i komposit för moderna kompositmaterial?

I olika moderna industrier som flyg- och rymdindustrin, bilindustrin, förnybar energi och sportartiklar finns ett stort beroende av avancerade kompositmaterial som kolfiberförstärkta polymerer (CFRP), glasfiber, kevlar och hybridlaminat. Dessa material har mycket hög hållfasthet i förhållande till vikten, är korrosionsbeständiga och ger stor designflexibilitet, men det är en stor utmaning att bearbeta dem. Deras fibrer, som är mycket hårda och slipande, skiktade konstruktion och delamineringstendens kräverkompositskärverktyg som är specialdesignade för att ge den precision och hållbarhet som krävs.

Valet av rätt skärverktyg är avgörande, inte bara för att få fina och exakta snitt utan också för att få verktyg som håller längre, mindre skrot och bättre produktionseffektivitet. Nedan beskrivs de bästa verktygstyperna och teknikerna som nu finns tillgängliga för bearbetning av dagens kompositmaterial.

1. Diamantbelagda skärverktyg: Branschstandard för abrasiva kompositer

Diamantbeläggningar, i synnerhet polykristallin diamant (PCD) och CVD-diamantbeläggningar (Chemical Vapor Deposition), är standard för precisionsbearbetning av moderna kompositer.

Verktyg med diamantbeläggning är de bästa av följande skäl.

• Extrem hårdhet motstår slitage som orsakas av kol- och glasfibrer.

• Utmärkt värmebeständighet gör att verktygen kan prestera konsekvent även vid mycket höga spindelhastigheter.

• Ultraskarpa skäreggar som undviker delaminering och fransning på grund av laserliknande skärning.

• Verktygens livslängd är lång, vilket är en stor skillnad jämfört med hårdmetall i krävande applikationer.
  

Bästa användningsområden

• Trimning av CFRP-komponenter

• Fräsning av laminat av flyg- och rymdkvalitet

• Automatiserad maskinbearbetning av stora volymer
  

För tillverkare som använder CNC-skärverktyg är diamantbelagda fräsar, borrar och pinnfräsar oumbärliga när precision och lång livslängd är viktiga.

2. Verktyg med polykristallin diamant (PCD): Högpresterande skärverktyg för högvolymproduktion

PCD-verktyg tillverkas genom sintring av diamantpartiklar till en fast massa, vilket ger en otroligt hållbar skäregg. De tillhör kategorin högpresterande skärverktyg, särskilt i applikationer där arbetsstyckets material snabbt sliter på traditionella skär.

Fördelarna

• Enastående slitstyrka i abrasiva miljöer
  

• Konsekvent ytfinish under långa produktionscykler
  

• Kundanpassade verktygsgeometrier för delamineringsfri skärning
  

Tillämpningar

PCD-skärverktyg utmärker sig i:

• Strukturella komponenter inom flyg- och rymdindustrin

• Bearbetning av vindkraftverksblad

• Karosseripaneler av kolfiber inom bilindustrin
  

Deras styvhet och långa livslängd gör dem idealiska för robotiserade bearbetningsceller och automatiserade CNC-linjer där verktygsbyten måste minimeras.

3. Hårdmetallverktyg med avancerade ytbeläggningar: Det kostnadseffektiva alternativet

Diamantverktyg är premiumlösningar, men belagda hårdmetallverktyg används fortfarande i stor utsträckning för bearbetning av lägre volymer eller blandade material. Moderna beläggningar som TiAlN, TiCN och DLC (diamantliknande kol) ger förbättrad slitstyrka och skärstabilitet.

Fördelar med

• Mer kostnadseffektivt än PCD- eller CVD-diamant
  

• Bra prestanda på mjukare kompositer
  

• Motståndskraftig mot uppbyggnad och värmeutveckling
  

Dessa är särskilt användbara i verkstäder som bearbetar kompositmaterial intermittent och vill ha en balans mellan prestanda och kostnad.

4. Fräsar för glasfiber och mjuka kompositer

Fräsar för kompositmaterial av typen Burr består av flera räfflade skäreggar som är avsedda att slipa fibrerna snarare än att skära dem. Slipningen gör att fibrerna sitter kvar i materialet och ger därför en mycket bra ytkvalitet på vissa material.

Enastående användningsområden

• Glasfiberplattor

• Typer av bikakematerial

• Kortfiberförstärkt plast

Burr-routrar har ovanstående fördelar, men de är inte lika hållbara som diamanter. De ger dock fortfarande ett rent snitt och är kompatibla med CNC-bearbetningssystem.

5. Kompressionsfräsar för rena, delamineringsfria kanter

Kompressionsfräsar har olika skärgeometrier (botten har uppskärning medan toppen har nedskärning) och de komprimerar kompositlager inåt när de skär dem.

Fördelar med

• Delaminering och fransning minskar kraftigt

• Laminerade material får bättre kantkvalitet

• Färdiga kompositdelar kan trimmas perfekt

Detta är särskilt användbart när det gäller laminerade CFRP-paneler som ska användas inom flygplans- och motorsportsektorerna.

6. Borrar i solid hårdmetall med optimering av spetsgeometri

Borrning i kompositmaterial kan leda till delaminering, splittring och fiberbrott om felaktiga verktyg används. Numera har borrar i solid hårdmetall avsedda för kompositer flera fördelar som numera borrar i solid hårdmetall avsedda för kompositer har:

Toppgeometri på spetsen

Spetsar med dubbla vinklar

Kanter för spånbrytning

Fördelarna med

• Mindre fransning på utgångssidan

• Håldiametrar som är mer exakta

• Kvaliteten på borrningen är bättre

När dessa borrar används med de automatiserade CNC-skärverktygen kan de skapa hål av flyg- och rymdkvalitet som uppfyller de strängaste toleranskraven.

7. Spånbrytare och tandade skärverktyg för värmereduktion

Kompositbearbetning är inte som den traditionella metallskärningsprocessen eftersom den inte producerar metallspån; de viktigaste biprodukterna är fibrer och damm. Att använda tandade eller spånbrytande kanter på verktygen hjälper till att dela fibrerna i små partiklar, vilket i sin tur leder till en mindre värmeutveckling och undviker blockering av verktyget.

Varför de är viktiga

• Minskad termisk påverkan på skäreggen

• Lägre kostnader för verktygsbyte

• Högre total skärningseffektivitet

De här verktygen är särskilt lämpade för bearbetning av tjocka kompositmaterial eller hartsrika material som sannolikt fastnar i standardfräsar.

8. Ultraljudsverktyg för skärande bearbetning: Det avancerade alternativet

Ultraljudsbearbetning blir mer och mer populärt för sin förmåga att skära i tuffa material med mycket liten kraft. Verktyget utför vibrationsrörelser vid ultraljudsfrekvenser, vilket minskar friktionen i stor utsträckning.

Fördelar med ultraljud

• Renare kanter med nästan ingen delaminering och perfekt vidhäftning

• Mindre slitage på verktyget

• Precisionsskärning av spröda kompositer

Ultraljudssystem är dyra, men de är framtiden för bearbetning av kompositer i applikationer som kräver högsta precision.

Välj det bästa verktyget för ditt kompositmaterial

Valet av rätt skärverktyg förkomposit beror i hög grad på den specifika komposit som ska bearbetas:

Moderna kompositmaterial kräver avancerade bearbetningslösningar för att matcha. Oavsett om högpresterande skärverktyg används i form av diamantbelagda, PCD- eller CVD-verktyg genom automatiserad höghastighetsbearbetning CNC, eller manuell trimning, kommer valet av sådana högpresterande skärverktyg - allt från diamantbelagda, PCD till kompressionsfräsar och ultraljudsfräsar - att garantera bästa resultat. De lämpligaste verktygen har den längsta livslängden, är bäst på att motstå värme och formas efter kompositmaterialets speciella fysiska egenskaper. Genom att användaskärverktyg ikompositmaterial kan tillverkarna inte bara fördubbla sin produktivitet och precision, utan också dra nytta av bättre kvalitet på detaljerna och lägre verktygskostnader på lång sikt.