Comment fonctionne la machine de découpe de préimprégnés de fibre de verre et de fibre de carbone

Composites renforcés de fibres

Les composites renforcés de fibres se caractérisent par les caractéristiques des fibres de renforcement et du matériau de matrice. Il convient de noter que le matériau fibreux a également un impact direct sur la résistance des composites, leur densité et les températures auxquelles ils peuvent résister. En renforçant les fibres, elle peut être classée en fibre de carbone, fibre de verre et fibre d'aramide. Par forme, il peut s'agir de tissus en fibres sèches et de préimprégnés. 

Différents matériaux composites ont également des résistances, des densités, des coûts et une résistance à la température différents, offrant ainsi différentes applications à différentes industries.

1. Aérospatiale : avions, revêtements de fuselage, supports de satellites, parachutes d'engins spatiaux, revêtements anti-souffle de réservoirs de carburant d'avion, moteurs de fusée, etc.

2. Fabrication automobile : blocs-batteries, cadres de châssis, panneaux intérieurs de portes, tableaux de bord, pare-chocs, etc.

3. Secteur des énergies renouvelables : Les pales d’éoliennes constituent la plus grande application de la fibre de verre.

4. Équipements sportifs : Raquettes de badminton, cadres de raquettes de tennis, snowboards, cadres de vélo, etc.

La découpe de matériaux composites est un processus complexe qui implique précision, efficacité et qualité de coupe. La meilleure solution de découpe est la machine de découpe de préimprégnés SLCNC. Il peut couper la fibre de carbone, le tissu en fibre de verre et le préimprégné de ces matériaux fibreux. Vous trouverez ci-dessous une description du fonctionnement de la machine.

Travaux de préparation

1. Préparations graphiques

Le La machine de découpe composite CNC fonctionne sur la base de dessins CAO. Les croquis à découper doivent être réalisés à l'aide de programmes de conception spécifiques avant d'être découpés. A cet effet, les programmes suivants sont disponibles : AutoCAD, Illustrator, CorelDRAW, Pro/E, Solidworks, Inkscape, etc. Organisez la vidéo et le texte côte à côte. Utilisez la fonction de disposition intelligente du logiciel de l'équipement pour améliorer la disposition de plusieurs modèles de coupe. La disposition logique des modèles de coupe améliore le rapport d’utilisation broche/matériau. Par exemple, la méthode d'imbrication intelligente améliore le rendement en matériau de 10 % à 20 % lors de la coupe de disques de forme irrégulière, par rapport à l'imbrication manuelle. Établissez également des ordres de coupe basés sur des principes de coupe intérieur vers extérieur et complexes à simples afin de minimiser le mouvement à vide de l'outil et d'éviter la déformation.

2. Préparation du matériel

Confirmez que les matériaux préimprégnés, en fibre de carbone et en fibre de verre sont prêts et que les spécifications sont dans les limites de traitement. Les matériaux de travail provenant de différents lots peuvent présenter des écarts mineurs dans leurs caractéristiques telles que l'épaisseur et la dureté, ce qui modifierait les paramètres de coupe. Confirmez que le matériau laminé est exempt de plis et de déformations ; sinon, un équipement spécialisé doit être utilisé.

3. Vérification de l'équipement

Tout d’abord, effectuez une inspection visuelle approfondie de la machine de découpe de préimprégnés. Examinez chaque composant pour voir s'il y a du desserrage ou des dommages. Portez une attention particulière aux pièces critiques telles que le cadre du portique et le support de lame, et assurez-vous que leurs connexions sont solides. Laissez-moi vous donner un exemple : si le cadre du portique est desserré, la lame peut se déplacer pendant la coupe, ce qui compromettra certainement la précision.

Vérifiez ensuite le système de lubrification de l'équipement. Assurez-vous que toutes les pièces mobiles, comme les rails de guidage et les vis mères, sont suffisamment lubrifiées. Il ne s’agit pas seulement de réduire l’usure des pièces ou de prolonger la durée de vie de l’équipement ; cela permet également au processus de coupe de se dérouler sans problème, sans problème.

Démarrez ensuite l'équipement et effectuez un test d'inactivité. Regardez comment la tête de lame bouge : glisse-t-elle en douceur ? Gardez un œil sur tout bégaiement ou vibration étrange. En même temps, vérifiez si le système d’aspiration des poussières fonctionne correctement. La découpe de matériaux composites crée de la poussière et un bon système d’extraction maintient la zone de travail propre. De plus, cela réduit les dommages que la poussière peut causer à l'équipement, alors ne sautez pas cette étape.

4. Installation de l'outil de coupe

Choisissez les bons outils en fonction de la nature du matériau et de son épaisseur. Pour les préimprégnés, vous utiliserez généralement des lames oscillantes tranchantes en acier au tungstène. Ces lames sont extrêmement dures et résistantes à l'usure, elles peuvent donc couper avec précision, même avec des vibrations à haute fréquence, sans surchauffer non plus la matrice de résine. Si vous travaillez avec des tissus en fibres sèches, les lames circulaires en acier au tungstène sont la solution idéale.

Lors de l'installation des outils, suivez strictement le manuel de l'équipement - ne le faites pas voler. Tout d’abord, essuyez les surfaces de montage du porte-outil et de la tige pour vous assurer qu’il ne reste aucune saleté ou débris. Ensuite, faites glisser le couteau dans le support exactement à droite et serrez le contre-écrou pour le fixer fermement. La dernière chose que vous souhaitez, c’est que la fraise se détache lors de vibrations à haute fréquence. Une fois installée, faites tourner la tête de coupe à la main pour vérifier : est-ce qu'elle tourne facilement ? Y a-t-il une excentricité ? Ce n'est que lorsque cela est vérifié que l'installation est terminée.

Paramètres de la machine

1. Réglage de la fréquence des vibrations

La fréquence de vibration est un paramètre clé qui affecte le déroulement de la découpe : différents matériaux composites nécessitent des fréquences totalement différentes. Habituellement, si vous coupez des préimprégnés plus fins, comme ceux qui ont une épaisseur de 0,1 à 0,5 mm, optez pour une fréquence de vibration plus faible. De cette façon, vous gardez la coupe précise et les bords restent beaux, et vous n'avez pas de claquement à haute fréquence trop fort dans le matériau.

Mais si vous travaillez avec des feuilles de fibre de carbone plus épaisses (plus de 5 mm) ou des plastiques renforcés de fibre de verre, vous pouvez augmenter un peu la fréquence de vibration, ce qui garantit qu'il y a suffisamment de force de coupe pour passer. Ne montez pas trop haut. Les très hautes fréquences useront l’outil plus rapidement. Alors ajustez-le toujours en fonction de la façon dont se déroule réellement la coupe pendant que vous travaillez.

2. Paramètres de vitesse de coupe La vitesse de coupe doit correspondre à la dureté et à l’épaisseur du matériau. Pour les préimprégnés doux et les tissus à fibres sèches, vous pouvez opter pour une vitesse assez élevée, généralement comprise entre 500 et 1 000 mm/s. Mais si les tapis de fibres sont plus durs et plus épais, la vitesse ralentit. Si vous ne le faites pas, l'outil s'usera rapidement et vous pourriez vous retrouver avec des problèmes tels que des éclats ou des bavures sur le matériau. Prenez par exemple la coupe de tapis en fibre de verre de 30 mm d'épaisseur : réglez la vitesse sur 200-300 mm/s. Dans le travail réel, la meilleure façon de trouver la bonne vitesse est d’abord de faire quelques tests de coupe. De cette façon, vous ne gâcherez pas le matériel lui-même.

3. Réglage de la profondeur de coupe

Vous devez définir la profondeur de coupe spécifique à l'épaisseur du matériau que vous coupez. Le résultat souhaité est de couper le matériau, sans risquer de rayer ou d'endommager la surface de travail située en dessous. Voici comment procéder : tout d'abord, abaissez la lame à l'aide de la fonction de réglage manuel jusqu'à ce que la lame touche juste la surface du matériau. Ajoutez ensuite une petite marge de sécurité - généralement entre 0,1 et 0,3 mm - à l'épaisseur de votre matériau, votre profondeur de coupe finale est alors enregistrée.

Par exemple, si vous coupez une planche de fibre de verre de 2 mm d’épaisseur, vous définirez la profondeur à 2,2 mm. De plus, si vous coupez plusieurs couches de matériaux empilées directement les unes sur les autres, assurez-vous que l'épaisseur totale de tous les matériaux se situe toujours dans la plage de profondeur de coupe effective de votre outil. Sinon, vous ne réussirez pas correctement et vous aurez des problèmes.

Processus de coupe 

1. Importer des fichiers de découpe

Importez les fichiers de conception graphique ou de modèle (les formats courants incluent DXF, PLT, etc.) requis pour la découpe dans le système de contrôle de la machine de découpe de fibre de carbone à l'aide du logiciel fourni avec l'appareil.

2. Correction matérielle

Placez le matériau composite préparé sur l'établi de la machine de découpe de fibre de verre et fixez-le solidement à l'aide du dispositif d'aspiration sous vide. L'aspiration sous vide empêche efficacement le déplacement du matériau pendant la coupe, garantissant ainsi la précision. Lors de la fixation du matériau, assurez-vous que son placement s'aligne précisément avec la disposition du motif de découpe dans le logiciel de l'appareil. Utilisez le système de positionnement à lumière rouge ou le dispositif d'alignement laser de l'appareil pour un positionnement rapide et précis des matériaux.

3. Lancer la coupe

Après avoir confirmé la fixation sécurisée du matériau et les paramètres de coupe corrects, démarrez le programme de coupe de la machine. Le système de contrôle pilotera ensuite la lame pour couper le long du chemin prédéfini en fonction du fichier de conception importé et des paramètres configurés. Pendant la coupe, les opérateurs doivent surveiller de près l'état opérationnel de la machine, y compris la stabilité du mouvement de la lame et les bruits de coupe normaux. Simultanément, observez l'état de coupe du matériau, par exemple si la surface coupée est lisse et exempte de bavures ou de délaminage.

4. Surveillance en temps réel

Pendant que la découpe est en cours, vous devez garder un œil sur les données opérationnelles de l'équipement à tout moment, comme la fréquence de vibration et la vitesse de découpe. Assurez-vous qu'ils restent stables dans la plage que vous avez définie. S'il y a une fluctuation étrange, cela peut signifier que l'équipement a un problème ou que vous devez ajuster les paramètres de coupe. Lorsque cela se produit, suspendez immédiatement la découpe et vérifiez ce qui se passe.

Si vous effectuez de longues périodes de coupe continue, vérifiez l'usure de l'outil de temps en temps. Déterminez si vous devez remplacer l'outil en examinant la qualité de la coupe, l'état du bord de la lame et la résistance lors de la coupe. Généralement, si les coupes commencent à présenter des bavures évidentes, si le bord de la lame présente des entailles ou si l'outil est très usé, remplacez-le immédiatement. De cette façon, vous conservez une qualité de coupe constante, sans baisse de performances.

Et si le matériau bouge un peu lors de la découpe, ne l'ignorez pas. Vérifiez quelques points : le matériau est-il suffisamment serré ? La lame est-elle toujours tranchante ? La fraise vibre-t-elle normalement ? Et la vitesse de coupe est-elle correcte ? Ce sont les raisons habituelles de déplacement, alors examinez-les une par une.

Procédures post-coupe

5.1 Inspection des pièces

Une fois la coupe terminée, retirez soigneusement la pièce de la table. Ensuite, retirez tous les débris et/ou poussières restants de la surface fermée.

Une fois que nous avons terminé le concours, assurez-vous de procéder à une inspection approfondie de la qualité de la pièce. Utilisez un jeu d'étriers ou de micromètres pour vérifier ses dimensions par rapport aux spécifications de conception. Lors de la vérification des dimensions, il est également important d’inspecter de près le bord coupé. Y a-t-il des bavures, un délaminage ou des marques de brûlure ? En cas de défauts, vous pouvez ajuster les paramètres de fonctionnement de la machine avant de commencer le prochain cycle.

5.2 Entretien de l'équipement

Utilisez un aspirateur ou une brosse pour nettoyer les débris et la poussière de l'établi de l'équipement. Portez une attention particulière aux endroits clés tels que le support de coupe et les rails de guidage : si des débris s'y accumulent, cela affectera la précision de la machine plus tard.

Vérifiez également l'état d'usure du cutter. S'il a déjà épuisé sa durée de vie ou s'il présente de gros dommages, remplacez-le immédiatement. Et n'oubliez pas de faire l'appoint de lubrification dans le système de lubrification de l'équipement : de cette façon, toutes les pièces mobiles fonctionneront sans problème lors de la prochaine utilisation de la machine.

Jetez également un œil au système électrique. Vérifiez si des fils sont desserrés ou endommagés. Et assurez-vous de mettre régulièrement à jour le logiciel du système de contrôle : cela vous permet d’obtenir de meilleures performances et un support fonctionnel plus important.

5.3 Collecte des déchets

Triez et rassemblez tous les déchets issus du processus de découpe. Pour les déchets recyclables comme la fibre de carbone et la fibre de verre, manipulez-les conformément aux règles : de cette façon, nous pouvons réutiliser ces ressources au lieu de simplement les jeter.

En suivant toutes ces étapes et procédures détaillées, la fraise à lame vibrante peut vraiment montrer ses atouts lors du traitement des préimprégnés, de la fibre de carbone, de la fibre de verre et d'autres matériaux composites. Il vous permet de réaliser un usinage efficace, précis et de haute qualité, parfait pour répondre à tous types de besoins industriels en composants composites. Dans le travail réel, les opérateurs doivent continuer à acquérir de l'expérience et ajuster les paramètres et les méthodes de manière flexible à chaque étape en fonction des propriétés du matériau et des exigences spécifiques du traitement. C'est ainsi que vous obtenez les meilleurs résultats.