炭素繊維材料の加工方法にはどのようなものがありますか

炭素繊維材料の加工方法には、従来の旋削、研削、穴あけなど、また、超音波振動切断などの非従来的な方法など、数多くあります。以下では、炭素繊維製品のいくつかの伝統的な加工プロセスとそれに対応する機能を分析し、切断性能と加工表面の品質に対するプロセスパラメータの影響についてさらに議論します。

1. 回転

旋削加工は炭素繊維複合材料の加工において最も広く使われている加工法の一つで、主に円筒面の所定の寸法公差を達成するために使用されます。カーボンファイバー旋削加工に使用できる工具材料は、セラミック、超硬、立方晶窒化ホウ素、多結晶ダイヤモンドなどです。

2. フライス加工

フライス加工は、高精度で複雑な形状の炭素繊維製品の加工に通常使用されます。ミーリング加工はより高品位な加工面を得ることができるため、ある意味、修正作業とも言えます。機械加工プロセス中、エンドミルと炭素繊維複合材料間の複雑な相互作用により、炭素繊維複合材料ワークピースの層間剥離や未切断繊維糸のバリが発生することがあります。繊維層の剥離やバリといった現象を軽減するために、私たちは多くの試行錯誤を繰り返しました。炭素繊維の加工には、より優れた防塵性能と高い加工精度を備えた炭素繊維彫刻およびフライス盤を選択する必要があります。

3. 穴あけ

カーボンファイバー部品は、ボルトまたはリベットで組み立てる前に穴を開ける必要があります。炭素繊維の穴あけプロセスの問題には、材料層の剥離、工具の摩耗、穴の内面の加工品質などが含まれます。テスト後、切削パラメータ、ドリルビットの形状、切削力などが剥離現象や製品の表面品質に影響を与えることがわかります。

4. 研削

航空宇宙、造船などの分野では炭素繊維複合材料の加工精度に対する要求が非常に厳しく、より良い加工面品位を得るには研削加工が必要です。ただし、炭素繊維複合材料の研削は金属の研削よりもはるかに困難です。この研究によると、同じ研削条件下で、多方向炭素繊維複合材料を研削する場合、切削抵抗は研削深さの増加に伴って直線的に増加し、一方向炭素繊維複合材料を加工する場合の切削抵抗よりも大きくなります。炭素繊維ワークピースの損傷領域の直径が大きいほど、穴の直径の比率を使用して剥離現象を分析でき、剥離係数が大きいほど、剥離現象がより深刻であることが証明されます。

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