Gellir drilio laminiadau ffibr carbon thermoplastig gan ddefnyddio dulliau bwydo cyflym iawn yn y dyfodol.
Mae gweithgynhyrchu awyrofod a modurol yn ddau ddiwydiant sy'n adlewyrchu galluoedd diwydiannol orau a chyflawnder y gadwyn gyflenwi mewn meysydd diwydiannol modern, sy'n cynnwys technolegau a deunyddiau di-rif. Ar hyn o bryd mae ffibr carbon a deunyddiau cyfansawdd yn fath newydd poblogaidd iawn o ddeunydd mewn cynhyrchu diwydiannol, gan ennill cymwysiadau ffafriol oherwydd eu priodweddau mecanyddol rhagorol. Mewn cymwysiadau ymarferol, mae ffibr carbon yn ddeunydd atgyfnerthu y gellir ei gyfuno â gwahanol ddeunyddiau matrics, gan ganiatáu iddo gael ei brosesu i wahanol siapiau o gydrannau diwydiannol, a gellir cymhwyso rhai ohonynt yn y sectorau gweithgynhyrchu awyrofod a modurol.
Ar hyn o bryd, ystyrir bod ffibr carbon thermosetio prif ffrwd, yn ogystal â'r ffibr carbon thermoplastig mwy manteisiol yn y dyfodol, yn ddeunyddiau cyfansawdd perfformiad uchel sy'n anodd eu rhagori. Fodd bynnag, mae prosesu'r cyfansoddion ffibr carbon hyn yn gynhyrchion gorffenedig yn peri rhai heriau, sy'n gofyn am gydgysylltu amrywiol offer a pheiriannau. Mae gweithrediadau sylfaenol fel drilio, torri a gwagio yn hanfodol. Eto i gyd, ni ddylai un danamcangyfrif y camau prosesu sylfaenol hyn, gan fod y gweithrediadau peiriannu hefyd yn hanfodol gysylltiedig â pherfformiad cynhyrchion ffibr carbon. Mae'r erthygl hon yn cyfeirio at lenyddiaeth ysgolheigaidd ryngwladol i gyflwyno'r dull drilio porthiant tra-gyflym ac yn ei gymharu â dau ddull prosesu arall: dirgryniad ultrasonic a thorri jet dŵr sgraffiniol.
Tri Dull Drilio ar gyfer Laminiadau Ffibr Carbon Thermoplastig (CF/PA6).
Drilio Porthiant 1.Ultra-Cyflym (UFFD): Gall torri gwres gwres a ffrithiant arwain at doddi'r matrics thermoplastig, gan effeithio ar effeithlonrwydd drilio a chanlyniadau. Er mwyn astudio effeithiau gwirioneddol y dull drilio porthiant tra-gyflym, mae'r laminiad ffibr carbon thermoplastig yn sefydlog, a dewisir cyflymder bwydo o 3000, 5000, a 7000 mm / min, gan ddefnyddio dynamomedr tair cydran ar gyfer mesur.
Drilio Dirgryniad 2.Ultrasonic (UVD): Mae osgiliadur grisial piezoelectrig wedi'i osod ar yr offer i ddarparu amlder cyson o 70 kHz, gan ganiatáu arsylwi ar effeithiau gwirioneddol dirgryniad ultrasonic wrth ddrilio i mewn i laminiadau ffibr carbon thermoplastig.
3. Drilio Jet Dŵr Sgraffinio (AWJ): Peiriannu jet dŵr sgraffiniol ar hyn o bryd yw'r dull prif ffrwd ar gyfer torri cynhyrchion ffibr carbon thermosetting. Mae'r llwybr jet dŵr wedi'i ddylunio mewn siâp crwn, a gosodir pwysedd dŵr penodol i ddrilio i'r laminiad ffibr carbon thermoplastig, gan arsylwi ar yr effeithiau gwirioneddol.
Arddangosiad o Effeithiau Gwirioneddol Drilio Porthiant Cyflym Iawn
1.Comparison o Effeithiau Drilio: Wrth gymharu cyflymder porthiant o 3000 mm/munud â chyflymder porthiant isel o 50 mm/munud, mae'r cyntaf yn cyflawni'r gwaith torri'n gyflymach, gan ddiarddel ychydig bach o sglodion yn unig, heb adael unrhyw burrs ger y twll wedi'i ddrilio. Mewn cyferbyniad, mae'r olaf yn dangos anffurfiad sylweddol pan fydd y bit dril yn treiddio i'r laminiad blaen, gyda swm mwy o weddillion sglodion a burrs tebyg i goron o amgylch y twll. Mae'r byrdwn brig ar 3000 mm/munud chwe gwaith yn fwy na 50 mm/munud, gan gyrraedd bron i 22N, tra bod yr amser drilio yn ddim ond 1/60 o'r olaf, gan gynyddu effeithlonrwydd drilio yn sylweddol a gwella ansawdd drilio.
2.Delamination a Burr Sefyllfa: Mae arsylwadau gan ddefnyddio microsgop mesur 3D yn datgelu bod delamination a burrs yn digwydd mewn perthynas â chyfeiriad y fynedfa drilio, gyda 20 μm yn gwasanaethu fel y llinell rannu. Pan fo'r cyflymder bwydo yn 3000 mm/munud, ni welir unrhyw ddadlaminiad waeth beth fo'r cyflymder gwerthyd. Fodd bynnag, pan fydd y cyflymder porthiant yn fwy na 3000 mm / min a chyflymder gwerthyd yn fwy na 20,000 munud⁻¹, mae cyfaint y delamination yn cynyddu gyda'r cynnydd yn y gyfradd porthiant. Mae hyn i'w briodoli i'r byrdwn uwch a gynhyrchir ar gyflymder porthiant uwch.
Yn ogystal, wrth i gyflymder gwerthyd gynyddu, mae cyfaint y pyliau sy'n ymddangos yn lleihau. Trwy arbrofion lluosog, canfuwyd ar gyflymder porthiant o 3000 mm/munud a chyflymder gwerthyd o 20,000 munud⁻¹, nad oes unrhyw fater delamination, tra hefyd yn cynnal cyfaint burr llai. Yn gyffredinol, mae hyn yn arwain at well perfformiad drilio.
3. Cymharu â'r Ddau Ddull Drilio Arall: Er mwyn cymharu'r effeithiau drilio yn well, gwelwyd delweddau microsgopig o bob dull drilio yn yr arbrawf. Yn y drilio porthiant tra-gyflym (UFFD), mae pob haen o ffibr carbon i'w weld yn glir ar wal y twll, ond mewn drilio dirgryniad ultrasonic (UVD) a drilio jet dŵr sgraffiniol (AWJ), mae waliau'r twll wedi'u gorchuddio â matrics wedi'i doddi. , gan arwain at wyneb mwy aneglur. Pan fydd y delweddau microsgopig yn cael eu chwyddo, mae waliau twll AWJ yn dangos trylediad sylweddol o ffibrau neilon, tra bod ymylon y tyllau o UFFD yn arddangos ansawdd gwell. Yn seiliedig ar y gymhariaeth o ansawdd wyneb twll, cywirdeb siâp, ac amser prosesu, mae drilio porthiant cyflym iawn (UFFD) yn ddull drilio mwy addawol ar gyfer laminiadau ffibr carbon thermoplastig.
Mae drilio tyllau mewn paneli ffibr carbon thermoplastig yn ddull prosesu sylfaenol, gan alluogi cysylltiadau sefydlog â chydrannau diwydiannol eraill a gwella eu gwerth masnachol. Ar hyn o bryd, mae cymhwyso cyfansawdd ffibr carbon thermoplastig yn eang yn ei gamau cynnar o hyd, ac mae paratoi cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig uncyfeiriad yn peri heriau sylweddol, sy'n cyfyngu ar gymhwyso'r deunyddiau hyn o'r cychwyn cyntaf. Fel un o'r ychydig gwmnïau yn Tsieina sy'n gallu cynhyrchu tapiau un cyfeiriadol cyfansawdd thermoplastig ffibr carbon yn annibynnol, mae Zhishang New Materials yn credu bod yn rhaid i ddatblygiad ffibrau carbon thermoplastig ddechrau o lefel sylfaenol, a datblygiad technolegol yw'r prif gyflwr i ddatrys problemau presennol.
