产品分类
  • 水刀砂管系列
    标准型(WJNS)
    加强型(WJNP)
    经济型(WJNAO)
    定制型(WJNAE)
  • 水刀喷嘴系列
    DTI
    宝石喷嘴
    钻石喷嘴
    绿钻喷嘴
    AccuStream
    宝石喷嘴
    钻石喷嘴
    SPEED JET
    宝石喷嘴(Ruby)
    宝石喷嘴(sapphire)
  • 增压泵及零件
    增压器、储能器
    储能器
    增压器
    增压泵零件
    低压零部件
    高压零部件
    维修包及零件
    止回阀维修包及零件
    高压维修包及零件
    低压维修包及零件
  • 切割头及零件
    刀成总成
    气阀总成
    开关总成
    混砂室总成
    切割头零件
    纯水切割头零件
    加砂切割头零件
    维修包及零件
    气阀维修包及零件
    水开关维修包及零件
  • 高压管、接头及阀门
    高压管
    3/8"
    1/4"
    9/16"
    接头
    螺帽
    压紧螺套
    两通
    三通
    四通
    阀门
    直通阀门
    三通阀门
    直角两通阀门
  • 设备、附件、工具及配套
    高压水射流设备
    高压水清洗
    平台式水切割
    便携式水切割
    机器人水切割
    FLOW
    KMT
    Jet Edge
    OMAX
    WSI
    WJS
    Bystronic
    AccuStream
    附件
    润滑剂
    磨料
    螺丝
    卡簧
    滤芯
    工具及配套服务
    拆装工具
    维修工具
    材料分析
    远程协助
    上门维修

纤维增强聚合物复合材料的加工工艺可取性特征

来源:斯彼得水刀配件商城作者:斯彼得网址:http://www.waterjetmall.com 
文章附图

复合材料的加工是以机械加工为主的。通常,增强纤维,如碳,玻璃,硼,氧化铝和碳化硅又硬又硬。因此,必须使用特殊的刀具材料和几何形状来减少刀具的磨损。约60%的零件退货是由于加工错误。1

在CFRP的情况下,机械加工方面的挑战尤其严重。这是由于化学成分的力学性能和热性能之间有很大的差异。加工缺陷,包括内部和内部的缺陷分层、纤维拔出、表面质量差等现象时有发生。此外,无法满足尺寸公差可能需要返工,甚至部分拒绝。CFRP的高质量机械加工需要适当的刀具材料、等级和几何形状以及特定的工艺数据。这些有时需要特定应用的特定设备,这可能是一种昂贵的做法。2,3因此,加工CFRP的成本可高达最终总成本的一半。4因此,正在研究替代加工工艺,包括磨料水射流(AWJ)加工,激光加工,放电加工(EDM)(只适用于CFRP,因为碳纤维是导电的)和超声波加工(USM)。激光在超薄层压板的高速切割中有更多的应用,而AWJ在较厚的聚合物层压板的切割中有更多的应用。5

磨料水射流是一种有效的复合加工方法。AWJ加工的低热、低机械力是FRPS的理想加工方法。可以调整工艺参数,包括供应压力、切断距离、磨料尺寸、水流量和切削速度,以达到所需的切割表面质量和切口锥度。6由于AWJ具有较低的热和机械力,是复合材料的理想材料。对于CFRP,一般情况下,高射流压力,低停止距离,低到中等横向速度,小磨料粒度和小。喷嘴直径是用来减少锥度角和表面粗糙度和不规则,包括分层和波纹。6–11新技术包括在切割平面上向前倾斜射流的切割,12多道切,9控制喷嘴振荡13–16在AWJ中也有应用,以提高切削性能,如切削深度和表面光洁度。然而,磨料的分层和捕获复合材料层合板是令人关注的问题。其他与AWJ加工有关的问题是噪音水平和磨料。浆料在过程中产生,对操作人员和环境都有潜在的健康危害。

激光作为非接触和非磨料加工工具,在材料加工、消除刀具磨损、振动和切削力等方面具有独特的优势。激光切割可以很容易的自动化,并且可以在高的切割速度下进行。因此,近30年来,激光一直被认为是一种很有前途的复合材料加工工具。激光加工面临的挑战是最大限度地减少或消除热损伤,保持较高的加工速度。缺陷,如热影响区(HAZ),炭化,树脂由于强烈的热效应而产生的衰退和分层是影响碳纤维复合材料激光加工工业应用的主要障碍。17使用附加技术等技术在激光切割CFRP过程中所取得的质量改进冷却剂(水)18或者低温辅助气体,19,20脉冲和/或紫外光处理21,22显示了激光加工CFRP的潜力。

最近的事态发展激光材料加工技术开辟了新的机会。这些包括高功率、高光束质量、短和超短脉冲系统的可用性,以及现代高精度数控工作台和电流计反射镜扫描仪系统,这些系统允许快速的激光-材料相互作用,以提高工艺生产率、质量和精度。可见光和近红外波长的激光束也可以通过光纤传输,并由工业机器人操纵(距离超过200)。M来自激光组)。总结本文给出了CFRP不同加工工艺的可取性。表11.1.23可以看出,激光加工提供了一些可取的特性。与磨料水射流工艺相比,激光具有更窄的切口宽度和更高的切割速度,同时具有近边缘切割的能力。纤维增强聚合物复合材料(FRPS)24–26激光切割也可用于CFRP中的透气孔(其中所需的孔直径大于光束光斑直径)。然而,激光加工作为一种热加工过程,由于FRPS的非均匀性,会导致材料的分层、基体衰退和锥形切割等热损伤。27

表11.1. 碳纤维复合材料加工工艺的可取性特征23

SPEED JET

斯彼得水刀配件商城

机加工工艺斯彼得水刀配件商城网址:http://www.waterjetmall.com
机械性电火花加工线切割USM磨料水射流激光
资本成本523164
运行成本423165
工具/消耗品费用312456
加工成本423165
加工时间512346
紧致性与移动性512346
共计269
15

13

3330
优势良好的表面光洁度复杂零件的切割曲线切割曲面表面非常好,损伤最小,产品可靠。无热损伤,厚断面切割切口窄,加工速度快,灵活性强,自动化程度高。能力
弊端刀具磨损、脱层和纤维拔出昂贵工装和设备,低MRR,一些热损伤昂贵的工具,低MRR,一些热损伤工具磨损,非常低MRR圆度切边,噪音水平,废水,大型车间热损伤、烟雾和粉尘产生


注:比额表:1,最不可取的;6,最理想的(即,可取性随着数目的增加而增加)。

由于frps是不均匀的,它们的成分具有不同的热性能,如下所示表11.2。材料的去除取决于成分的性质。最热塑性激光切割基体材料是利用气体射流剪切局部熔体。热固性树脂被化学降解与热塑性塑料相比,它需要更高的温度和能量。与树脂相比,增强纤维通常需要更高的温度和能量才能蒸发。此外,各向异性FRPS在层压板内部产生非均匀的热梯度。28这些都是造成大热影响区形成的主要因素,这些因素导致了大的热影响区的形成、基体的退退和纳秒内的分层、脉冲到连续波、可见于红外波长、激光切割FRPS。这些缺陷使复合材料在静态和疲劳状态下的性能下降。本文给出了影响这些缺陷的激光束和辅助气体特性、工作条件和材料性能。图11.1.

表11.2. 玻璃钢复合材料中所选组分的典型热性能。L:纵向,即沿纤维长度;T:横向,即径向5,19,21,27–29


斯彼得水刀密度(克/厘米)3)分解温度(K)热系数扩张(米/米)热电导率(W/M.K)比热容量(J/Kg.K)热扩散率(厘米)2/s) × 10 − 3热度汽化(j/g) × 103
芳纶纤维1.44820 2 L0.0514200.24459 T
玻璃纤维2.552570518504.6131
碳纤维1.854000
0.5 L50710380455 T
聚酯纤维1.25670800.212001.331
环氧1.20700650.111000.761.1
乙烯基酯1.2565075.40.212001.331


sibid.gif

11.1. FRPS激光加工质量的因果图。

资讯推荐
即时反应 快速出货
诚信保障 下单无忧  
品牌代理 厂家认证
潜心钻研 厚积薄发
website qrcode

扫描查看手机版网站