賽利:使用金剛石對碳纖維復(fù)合材料進行機加工
CemeCon公司經(jīng)過多年的涂層研究淀然,其涂層技術(shù)已經(jīng)走在了行業(yè)的前沿贪嫂,其產(chǎn)品在航空領(lǐng)域也有成熟的技術(shù)使用田柔,碳纖維增強塑料(CFRP)在航空領(lǐng)域的地位可能變得更加重要全景。
在相當(dāng)長的時間里耀石,碳纖維增強塑料(CFRP)都是航天工業(yè)不可缺少的材料。作為一種重量極輕的替代材料爸黄,在某些漸增的應(yīng)用中滞伟,碳纖維增強塑料的地位已經(jīng)居于鋁之上朝捆。
使用碳纖維增強塑料(CFRP)除了可以使重量有顯著的降低之外(即使與重量已經(jīng)很輕的鋁相比涡税,仍然可以減少高達40%的重量),還可以使零部件更堅固袜蚕,并且更堅硬称开。CFRP能夠明顯消除機械振動亩钟,并且降低零部件的體積和質(zhì)量。這些都能顯著提高飛機和汽車的性能舞涮。
這也就決定了CFRP的百分比在航空領(lǐng)域穩(wěn)步增長:1983年林慷,建造A310飛機時使用了不到5%的CFRP;而今天生產(chǎn)A380時卻達到了25%未然。CFRP的大量使用使飛機重量減少了大約15噸否胸。專家預(yù)測,到2012年允逝,產(chǎn)A350時將會使用超過50%以上的碳纖維材料沫十。到2020年,航空公司基本上可以實現(xiàn)每公里的燃油消耗減少50%宵绒,二氧化碳排放量減少大約80%。
但是,在對碳纖維增強塑料進行機加工時需要大量的工具浴恐,在這方面咪枷,用戶如果使用多層金剛石涂層技術(shù)對于這種具有高度磨蝕作用的碳纖維增強塑料進行再加工,將能夠獲得更好的效果总枢。
最堅硬的涂層有極強的耐磨蝕要求
在零部件加工過程中打恕,堅硬的碳纖維會對刀刃產(chǎn)生極高的磨蝕磨損,這就要求切割材料和涂層具有最高的硬度渠缕。此外鸽素,纖維還必須分離,以使它們不會產(chǎn)生非常不牢固的和對熱非常敏感的樹脂基復(fù)合材料亦鳞。因此馍忽,開發(fā)機加工工具的重點,必須清醒地放在提高生產(chǎn)力上燕差。這些措施包括進料速度和工具使用壽命遭笋,而且還要堅持高的質(zhì)量要求。
是否在工業(yè)生產(chǎn)中大量使用金剛石的涂層徒探,是根據(jù)客戶和具體的應(yīng)用而構(gòu)建的瓦呼,因為每個工具制造商,對于其工具的性能都有自己具體的要求测暗。要求的工具使用壽命或進料速度央串,只有通過高品質(zhì)和完美適合的金剛石涂層才能實現(xiàn)。與無涂層的工具相比碗啄,在某些應(yīng)用中蹋辅,以這種方式性能有可能提高500%以上。舉例說明娱陈,使用無涂層的工具鉆90個鉆孔挥疲,與使用沒有故障的有涂層工具鉆500個鉆孔相比,這對涂層的性能產(chǎn)生巨大的影響雳誉。使用金剛石涂層饼贰,甚至飛機制造商要求的高達H8級的高公差界定也可以實現(xiàn)。
結(jié)論:
金剛石涂層是精心開發(fā)的鉆孔或銑削工具最理想的涂飾各祠,因此在完整的“工具”概念中酌尔,它是一個重要的組成部分。是飛機制造過程中不可或缺的一環(huán)渺纯。
多層金剛石應(yīng)對粘著問題
多層金剛石涂層是將具有不同特點和不同結(jié)構(gòu)的金剛石涂層跺榆,結(jié)合成不可分割的一個完整的單位。它們是為加工CFRP和其它復(fù)合材料和夾心材料預(yù)先設(shè)定的正蹋,其中這些材料都有一個傾向重蕉,就是容易粘著或沉積壕哩。最佳的薄膜應(yīng)力條件和良好的粘附性是極其堅硬之外的另一個優(yōu)勢,它保證多層金剛石涂層能夠有一個長的使用壽命男窿。
圖中是使用帶金剛石涂層的埋頭鉆進行機加工的一個CFRP材料的大淺盤扎运。鉆后的效果是,鉆孔十分干凈饮戳,沒有任何CFRP脫落層豪治。
(劉海濤)
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