Aufgrund des Einflusses der Verarbeitungstechnologie und anderer Faktoren treten beim Schneiden von Kohlefaserplatten nicht nur geometrische Defekte auf, die denen von Metallmaterialien ähneln, sondern es treten auch spezielle Verarbeitungsfehler von Kohlefaserverbundwerkstoffen auf. Je nach Art können sie hauptsächlich in Grate, Lochrisse, Delaminationen und andere Schadensformen unterteilt werden.
Grat
Als Grat wird die Tatsache bezeichnet, dass beim Bohren die Faserschicht nicht gebunden ist und die axiale Kraft des Bohrers nach außen drückt, wodurch an der Unterseite einige raue Kanten ungeschnittener Fasern entstehen.
Grate weisen bestimmte regionale Verteilungsmerkmale auf, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass die Kohlefaserplatte beim Bohrvorgang der doppelten Einwirkung von Scherkräften und Zugkräften ausgesetzt ist.
Dabei kann das ständig abgenutzte Werkzeug die Faser nicht augenblicklich abschneiden, was die Gratfehler verschlimmert.
Periphere Risse
Beim Bohren eines Lochs wirkt der Bohrer auf das zu schneidende Material ein. Wenn der Bohrer die gebrochenen Fasern nicht auf einmal vollständig abschneiden kann, reißen die beschädigten Fasern nach und nach. Zusammen mit dem Reißen der Harzmatrix bilden sich um sie herum Reißschäden.
Um diese Situation zu vermeiden, können die Schäden durch eine Verbesserung des Bearbeitungsprozesses und die Auswahl geeigneter Bearbeitungswerkzeuge beseitigt werden.
Delamination
Delamination bezeichnet das Phänomen der Delaminationstrennung und Beschädigung zwischen den Schichten des Kohlefaserprepregs, das hauptsächlich auf unzureichende Zwischenschichtspannung zurückzuführen ist und der schwerwiegendste Defekt bei der Verarbeitung von Kohlefaserplatten ist. Die Hauptursache für Delamination ist die normale Spannung in Richtung der Zwischenschicht unter statischer und dynamischer Belastung, gefolgt von Delamination zwischen den Schichten, wenn die während des Schneidvorgangs erzeugte vertikale Spannung die Bindungsfestigkeit zwischen der Matrix und den Fasern überschreitet.
Durch die Reibung zwischen der Werkzeugspitze und der Kohlefaserplatte beim Bohren entsteht Wärme, und der thermische Effekt, der um die Lochwand herum entsteht, führt ebenfalls zur Delamination.
Obwohl Kohlefaser stark ist, ist sie brüchig und zerbrechlich. Bei mechanischer Verarbeitung führt zu viel Kraft zum Brechen und zu größeren Problemen. Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es am wichtigsten, mit dem richtigen Werkzeug zu beginnen. Bei gleichen Schneidprozessparametern und Schnitttiefenbedingungen mit unterschiedlichen Materialien, Größen und Formen des Werkzeugs zum Schneiden von Kohlefasermaterialien ist die Wirkung zu beobachten. Wiederholen Sie die Tests und kontrollieren Sie die Variablen, um das am besten geeignete Werkzeug zu finden.
Faktoren wie die Stärke des Werkzeugs, die Zeit und die Umgebungstemperatur beeinflussen ebenfalls das Bearbeitungsergebnis und müssen sorgfältig berücksichtigt werden.
