Vật liệu composite là gì?

Vật liệu composite bao gồm có vật liệu nền và cốt. Tính năng của vật liệu nền đảm bảo việc liên kết các cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính nguyên khối, liên tục, đảm bảo cho vật liệu composite có đ�?bền nhiệt, đ�?bền hoá học và kh�?năng chịu đựng khi vật liệu có lỗi khuyết điểm.

Vật liệu nền của Composite có th�?là Polyme, các kim loại và hợp kim, gốm ceramic hoặc Carbon. Vật liệu cốt đảm bảo cho Composite có các mođun đàn hồi và đ�?bền cơ học cao. Các cốt của Composite có th�?là sợi thu�?tinh (fiberglass), sợi polyme, sợi gốm ceramic, sợi kim loại và sợi Carbon,..

Ưu điểm của vật liệu composite

Ưu điểm lớn nhất của composite là có th�?thay đổi cấu trúc hình học, s�?phân b�?và các vật liệu thành phần cấu tạo ra một vật liệu mới có đ�?bền theo mong muốn. Nếu bạn đòi hỏi nhiều tính chất khắt khe của k�?thuật hiện đại ( như nh�? lại chịu được nhiệt lên đến 3000°C,�? thì ch�?có vật liệu Composite mới có th�?đáp ưng đáp ứng nổi. Chính vì vậy, vật liệu composite gi�?vai trò then chốt trong cuộc cách mạng v�?vật liệu mới.

Gia công trên vật liệu Composite

Gia công vật liệu Composite rất khó thực hiện do cấu trúc d�?hướng và không đồng nhất của một hay nhiều vật liệu tổng hợp nên và do đ�?mài mòn cao của các thành phần gia c�?của chúng. Điều này thường dẫn đến s�?hao mòn rất nhanh cho công c�?cắt gọt. Các quy trình gia công thông thường như tiện, khoan hoặc phay có th�?được áp dụng cho vật liệu composite, với điều kiện thiết k�?công c�?phù hợp và điều kiện vận hành được áp dụng.

Các chi tiết được gia công vật liệu tổng hợp như nhựa gia c�?sợi carbon (CFRP) ngày càng được s�?dụng cho các chi tiết ngành hàng không có th�?được thiết lập và chạy gia công trên cùng các công c�?máy móc như các chi tiết kim loại. Vật liệu CFRP thậm chí có th�?được gia công với các dụng c�?cắt gọt tương t�?như gia công các chi tiết bằng kim loại khác , mặc dù điều này ít có kh�?năng hoàn thành tốt. Tuy nhiên, các cơ ch�?loại b�?vật liệu, b�?phoi giữa kim loại và vật liệu Composite/CFRP là hoàn toàn khác nhau.

Đối với gia công phay hay tiện vật liệu kim loại, cơ ch�?đó là biến dạng dẻo. Dao c�?cắt gọt thường s�?đ�?cứng cao hơn vật liệu phôi và s�?b�?phoi qua các lưỡi cắt, góc cắt dao c�?

Nhưng trong quá trình gia công vật liệu tổng hợp, c�?th�?là vật liệu CFRP s�?không có phoi đ�?b�?trong quá trình gia công. Thay vào đó, cơ ch�?loại b�?vật liệu CFRP có th�?được gọi là b�?vụn thành bụi phôi. Thay vì cắt vật liệu như gia công kim loại bình thường thì đối với CFRP, tác động của lưỡi cắt b�?gãy các sợi carbon cứng dẫn đến lưỡi cắt d�?mài mòn nhanh chóng.

Trong bất k�?ứng dụng công c�?cắt nào, thiết k�?hình học dao c�?s�?ảnh hưởng đến hiệu suất gia công và nguyên liệu ch�?tạo dao c�?ảnh hưởng đến tuổi th�? Điều này cũng đúng với gia công vật liệu tổng hợp CFPR. Tuy nhiên, trong vật liệu tổng hợp, nguyên liệu ch�?tạo dao c�?cũng tr�?thành yếu t�?ảnh hưởng đến hiệu suất gia công. Vật liệu Compsoite tổng hợp có th�?khiến dao c�?b�?mài mòn nhanh đến mức hình dáng dao c�?cũng có th�?thay đổi nhanh chóng, tr�?khi lưỡi cắt được tạo t�?vật liệu có th�?chịu được s�?mài mòn đ�?tốt đ�?gi�?hình dạng của nó và gi�?được đ�?sắc bén.

Một trường hợp khá ph�?biến, mũi khoan của bạn gia công Composite có th�?tạo ra hai l�?khoan b�?mặt hoàn thiện tốt nhưng khi khoan đến l�?th�?ba s�?xuất hiện b�?mặt lỗi khuyết điểm, đơn giản là vì mũi khoan đã b�?mòn đã gây biến dạng lưỡi cắt khiến vết cắt không được sắc bén và không gi�?đ�?đồng nhất.

Một chi tiết bằng kim loại của máy bay có th�?gia công với máy móc công suất cao và ch�?cần s�?dụng dao c�?phù hợp, ph�?thông và các giải pháp gá kẹp đơn giản đ�?đảm bảo công việc. Ngược lại, gia công phay và khoan vật liệu Composite tổng hợp thường có th�?được thực hiện với một máy móc công suất nh�?hơn nhiều. Tuy nhiên lại yêu cầu các dao c�?cắt gọt chất lượng cao, cũng như các giải pháp gá kẹp được tùy chỉnh riêng

Một s�?yếu t�?có th�?được yêu cầu khi gia công CFRP

Vật liệu dao c�?cắt gọt

Bạn có th�?s�?dụng dao phay hợp kim (carbide) nhưng s�?nhanh mài mòn khi gia công vật liệu Composite khiến bạn tốn thời gian vào việc tháo lắp, thay đổi dao c�?/p>

Dao c�?bằng kim cương có tuổi th�?lâu hơn nhiều. Các lựa chọn trong dao c�?kim cương gia công vật liệu CFRP bao gồm lưỡi kim cương được hàn trên cán dao c�? lớp ph�?kim cương  thông qua ph�?PVD hoặc mảnh insert làm t�?kim cương đa tinh th�?(PCD).

Thiết k�?hình học dao c�?cắt gọt

Cũng giống như khi gia công c��t gọt với vật liệu kim loại, năng lượng của vết cắt vẫn chuyển thành nhiệt.

Vật liệu CFRP khi gia công rất khó đ�?tản nhiệt. Gia công không tạo ra phoi ra đ�?tản nhiệt, và vật liệu có đ�?dẫn nhiệt thấp. S�?tích t�?nhiệt dẫn đến nguy cơ tan chảy hoặc làm hỏng vật liệu nền. Và chất làm mát, dầu tưới nguội có th�?không được phép s�?dụng trong 1 s�?trường hợp gia công các chi tiết bằng Composite nhất định. Do đó, dao c�?cắt gọt và đường dẫn dao là tất c�?những gì còn lại đ�?tản và giảm nhiệt trong quá trình gia công.

Lưỡi dao sắc bén thường là một trong những chìa khóa đ�?gia công thành công Composite. Các dao c�?phay và khoan cho vật liệu tổng hợp CFRP có các góc positive rake angels đ�?cắt nhanh, sắc bén giúp hạn ch�?tối thiểu lượng nhiệt. Các dao c�?như vậy cũng được thiết k�?kết hợp các góc thoát phoi đ�?đ�?ngăn lưỡi cắt c�?xát khi nó đi qua tránh giảm mài mòn.

Công c�?gá kẹp

Mặc dù các ứng dụng gia công Composite có th�?đơn giản, thông thường ch�?cần khoan và phay trimming. S�?là những th�?thách không nh�?đ�?thiết k�?đ�?gá s�?dụng cho các chi tiết Composite này

Trong thực t�? đ�?gá s�?dụng trong gia công Composite có th�?chiếm một khoản đầu tư k�?thuật đáng k�? Đ�?các chi tiết sau gia công có được vết cắt sắc bén, không sờn, đòi hỏi các chi tiết phải được gá kẹp chắc chắn bảo đảm chống rung trong khi gia công. Các xưởng gia công thường được s�?dụng đ�?gá bàn hút chân không được thiết k�?theo hình dạng phôi Composite.

Máy móc thiết b�?gia công

Các hình dạng đường viền của các chi tiết máy bay bằng composite thường cần s�?dụng máy phay năm trục. Một s�?đơn v�?gia công các chi tiết bằng kim loại có th�?s�?dụng các máy công c�?năm trục mà h�?đã có sẵn. Tuy nhiên, lượng công suất và mô-men xoắn cần thiết đ�?gia công chokim loại thường không cần thiết đối với cho vật liệu Composite.

Trên đây là những yếu t�?cơ bản khi gia công vật liệu Composite/ CFRP, tuy nhiên đ�?gia công thành công với loại vật liệu phức tạp còn rất nhiều điều kiện khác. Bạn có th�?liên h�?với nhà sản xuất dao c�? các đại lý đ�?được h�?tr�?thêm thông tin v�?kĩ thuật

Bài viết Những Lưu Ý Khi Gia Công Vật Liệu Composite đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Ngũ Kim Đỉnh Vàng - Nhà Cung Cấp Linh Kiện Khuôn Mẫu.