Композитные детали. Введение.
Композитные детали — это изделия почти нужной формы. Форма устанавливается в станок и изготавливается по индивидуальному заказу. По сравнению с алюминиевыми изделиями, композитная деталь требует очень небольшой доработки. С другой стороны, обработка композитов, может быть очень сложной.
По определению композиты не однородны, как металл. «Композитный материал» — это комбинация двух или более материалов, разработанных для достижения лучших свойств, чем любой из составляющих материалов может достичь сам по себе. В композите один материал является заполнителем, а по крайней мере один другой — армированием. Пластмасса, армированная углеродным волокном (CFRP), главный композитный материал в деталях самолетов, состоит из пластиковой матрицы с армированием углеродным волокном. Цех, который пытается обработать этот комбинированный материал, сталкивается с целым рядом проблем. Матрица может расплавиться от слишком большого количества тепла, в то время как углеродные волокна плохо режутся, потому что они ломаются вместо плавного сдвига.
Еще один источник проблемы заключается в следующем: к тому времени, когда композитная структура готова к механической обработке, она уже стала такой ценной частью, что затраты при браке могут быть огромными.
Таким образом, по мере того, как на рынке появляется все больше композитных деталей, все большее количество механических цехов будут сталкиваться с этой реальностью: они будут обрабатывать композитные детали, объем обработки которых невелик по сравнению с металлической деталью, но стоимость, сложность, ценность и влияние этой обработки будет значительно выше.
Практически все авиастроители все чаще обращаются к композитам для замены определенных металлических узлов и агрегатов. Некоторое зарубежные вертолеты уже в основном из композитных материалов. Фактически, производители различных дорогостоящих продуктов все чаще обращаются к композитам той или иной формы, чтобы использовать преимущества их прочности, жесткости, долговечности, коррозионной стойкости, износостойкости и легкости. Между тем композиты с металлической матрицей применяются для изготовления более эффективных автомобильных компонентов, таких как тормозные диски. А поскольку композиты могут быть прозрачными для рентгеновских лучей, они, вероятно, найдут много новых медицинских применений.
Однако приведенная выше фраза — что отрасли все чаще обращаются к композитам «той или иной формы» — намекает на важное предостережение при обсуждении этого класса материалов. То есть композиты — это отнюдь не единый класс материалов.
Например, углепластик — это тип армированного полимером пластика, который существует во многих разновидностях. Другими, столь же широкими разновидностями композитов являются композиты с металлической матрицей и композиты с керамической матрицей. Слово «композит» на самом деле относится к более широкому кругу материалов, чем слово «металл».
Композит — это «любые два или более материалов, которые кто-то склеил».
Знаете ли вы, как обрабатывать композитный материал, с которым сталкиваетесь впервые? Вполне вероятно, что нет. Это часть реальности этих материалов. Каждая новая композитная деталь по-прежнему отличается от предыдущей.
«Вы не можете просто обратиться к справочнику и найти«композиты», чтобы получить нужные инструменты, скорости и подачи», — говорит г-н Вилкерсон. Вы даже не можете найти слово «углепластик». Ни один из этих материалов для этого не определен или согласован.
Однако есть некоторые уроки, которые извлекли некоторые цеха, — уроки, которые позволили им постоянно преуспевать в обработке этого класса материалов, который продолжает расти и меняться.
Оснастка, станки и геометрия инструмента для композитных материалов
