Come funziona la macchina da taglio preimpregnata in fibra di carbonio e fibra di vetro

Compositi rinforzati con fibre

I compositi fibrorinforzati sono caratterizzati dalle caratteristiche delle fibre di rinforzo e del materiale della matrice. Va notato che il materiale in fibra ha anche un impatto diretto sulla resistenza dei compositi, sulla loro densità e sulle temperature a cui possono resistere. Rinforzando le fibre, può essere classificato in fibra di carbonio, fibra di vetro e fibra aramidica. In base alla forma, possono essere tessuti in fibra secca e preimpregnati. 

Diversi materiali compositi hanno anche punti di forza, densità, costi e resistenza alla temperatura diversi, fornendo a settori diversi applicazioni diverse.

1. Aerospaziale: aerei, rivestimenti della fusoliera, supporti satellitari, paracadute di veicoli spaziali, rivestimenti di serbatoi di carburante per aerei, motori a razzo, ecc.

2. Produzione automobilistica: pacchi batteria, telai di telai, pannelli interni di porte, cruscotti, paraurti, ecc.

3. Settore delle energie rinnovabili: le pale delle turbine eoliche rappresentano la più grande applicazione per la fibra di vetro.

4. Attrezzatura sportiva: racchette da badminton, telai per racchette da tennis, snowboard, telai per biciclette, ecc.

Il taglio di materiali compositi è un processo complesso che implica precisione, efficienza e qualità del taglio. La migliore soluzione di taglio è la macchina da taglio per preimpregnati SLCNC. Può tagliare la fibra di carbonio, il tessuto in fibra di fibra di aiamid e il preimpregnato di questi materiali in fibra. Di seguito è riportata una descrizione di come utilizzare la macchina.

Lavoro di preparazione

1. Preparazioni grafiche

IL La macchina da taglio composita CNC funziona sulla base di disegni CAD. Gli schizzi da tagliare devono essere realizzati utilizzando programmi di progettazione specifici prima del taglio. A questo scopo sono disponibili i seguenti programmi: AutoCAD, Illustrator, CorelDRAW, Pro/E, Solidworks, Inkscape, ecc. Disponi video e testo fianco a fianco. Utilizza la funzione di layout intelligente del software dell'attrezzatura per migliorare la disposizione di più schemi di taglio. La disposizione logica degli schemi di taglio migliora il rapporto di utilizzo del mandrino/materiale. Ad esempio, il metodo di piazzamento intelligente migliora la resa del materiale dal 10% al 20% quando si tagliano dischi di forma irregolare, rispetto al piazzamento manuale. Inoltre, stabilire ordini di taglio basati sui principi di taglio dall'interno all'esterno e dal complesso al semplice per ridurre al minimo il movimento a vuoto dell'utensile e prevenire la deformazione.

2. Preparazione del materiale

Confermare che i materiali preimpregnati, fibra di carbonio e fibra di vetro siano pronti e che le specifiche rientrino nei limiti di lavorazione. I materiali da lavorare provenienti da lotti diversi potrebbero mostrare piccole deviazioni in caratteristiche come spessore e durezza, e ciò altererebbe i parametri di taglio. Confermare che il materiale arrotolato sia esente da grinze e distorsioni; in caso contrario è necessario utilizzare attrezzature specializzate.

3. Controllo dell'attrezzatura

Innanzitutto, eseguire un'ispezione visiva approfondita della macchina da taglio preimpregnata. Esamina ogni singolo componente per vedere se ci sono allentamenti o danni: presta particolare attenzione alle parti critiche come il telaio del portale e il supporto della lama e assicurati che i loro collegamenti siano solidi. Faccio un esempio: se il telaio del portale è allentato, la lama potrebbe spostarsi fuori posizione durante il taglio, compromettendone sicuramente la precisione.

Successivamente, controllare il sistema di lubrificazione dell'attrezzatura. Assicurati che tutte le parti mobili, ad esempio le guide e le viti, abbiano sufficiente lubrificazione. Non si tratta solo di ridurre l'usura delle parti o di prolungare la durata delle apparecchiature; inoltre, mantiene il processo di taglio senza intoppi, senza intoppi.

Quindi avviare l'apparecchiatura ed eseguire un test al minimo. Osserva come si muove la testa della lama: scivola dolcemente? Tieni gli occhi aperti per eventuali balbettii o vibrazioni strane. Allo stesso tempo, controlla se il sistema di aspirazione della polvere funziona correttamente. Il taglio dei materiali compositi crea polvere e un buon sistema di aspirazione mantiene pulita l’area di lavoro. Inoltre, riduce i danni che la polvere può arrecare all'attrezzatura, quindi non saltare questo passaggio.

4. Installazione dell'utensile da taglio

Scegli gli strumenti giusti in base alla struttura del materiale e al suo spessore. Per i preimpregnati, di solito utilizzerai lame oscillanti affilate in acciaio al tungsteno. Queste lame sono estremamente dure e resistenti all'usura, quindi possono tagliare con precisione, anche con vibrazioni ad alta frequenza, senza surriscaldare la matrice in resina. Se lavori con tessuti a fibra secca, le lame circolari in acciaio al tungsteno sono la strada da percorrere.

Durante l'installazione degli strumenti, seguire rigorosamente il manuale dell'attrezzatura, non lanciarla. Per prima cosa, pulisci le superfici di montaggio del portautensile e del gambo per assicurarti che non siano rimasti sporco o detriti. Quindi far scorrere la taglierina nel supporto esattamente a destra e serrare il dado di bloccaggio per fissarlo saldamente. L'ultima cosa che desideri è che la taglierina si allenti durante le vibrazioni ad alta frequenza. Una volta installata, ruotare manualmente la testa della taglierina per verificare: gira senza intoppi? C'è qualche eccentricità? Solo al termine dell'operazione l'installazione sarà completata.

Impostazioni della macchina

1. Regolazione della frequenza di vibrazione

La frequenza di vibrazione è un parametro chiave che influisce sulla qualità del taglio: materiali compositi diversi necessitano di frequenze totalmente diverse. Di solito, se stai tagliando preimpregnati più sottili, come quelli con uno spessore compreso tra 0,1 e 0,5 mm, scegli una frequenza di vibrazione più bassa. In questo modo mantieni il taglio preciso e i bordi in buone condizioni, senza che le alte frequenze colpiscano troppo forte il materiale.

Ma se lavori con fogli di fibra di carbonio più spessi (quelli superiori a 5 mm) o plastica rinforzata con fibra di vetro, puoi aumentare leggermente la frequenza di vibrazione: questo assicura che ci sia abbastanza forza di taglio per passare. Basta non alzarlo troppo in alto. Le frequenze altissime consumeranno lo strumento più velocemente. Quindi modificalo sempre in base a come sta effettivamente andando il taglio mentre lavori.

2. Impostazioni della velocità di taglio La velocità di taglio deve corrispondere alla durezza e allo spessore del materiale. Per i preimpregnati morbidi e i tessuti in fibra secca, puoi andare a una velocità piuttosto elevata, di solito tra 500 e 1000 mm/s. Ma se i tappetini in fibra sono più duri e spessi, la velocità rallenta. In caso contrario, lo strumento si consumerà rapidamente e potresti riscontrare problemi come scheggiature o bave sul materiale. Prendiamo ad esempio il taglio di tappetini in fibra di vetro spessi 30 mm: imposta la velocità su 200-300 mm/s. Nel lavoro reale, il modo migliore per trovare la giusta velocità è eseguire prima alcuni tagli di prova. In questo modo non rovini il materiale vero e proprio.

3. Impostazione della profondità di taglio

È necessario impostare la profondità di taglio specifica per lo spessore del materiale che si sta tagliando. Il risultato desiderato è quello di tagliare il materiale, senza graffiare o danneggiare il piano di lavoro sottostante. Ecco come farlo: innanzitutto abbassare la lama tramite la funzione di regolazione manuale finché la lama non tocca appena la superficie del materiale. Quindi aggiungi un piccolo margine di sicurezza, solitamente tra 0,1 e 0,3 mm, allo spessore del materiale e verrà quindi registrata la profondità di taglio finale.

Ad esempio, se tagli un pannello in fibra di vetro spesso 2 mm, imposterai la profondità su 2,2 mm. Inoltre, se stai tagliando più strati di materiale impilati uno sopra l'altro, assicurati che lo spessore totale di tutti i materiali rientri ancora nell'intervallo di profondità di taglio effettiva del tuo utensile. In caso contrario, non taglierai correttamente e avrai problemi.

Processo di taglio 

1. Importa file di taglio

Importa i file grafici o di progettazione del modello (i formati comuni includono DXF, PLT, ecc.) necessari per il taglio nel sistema di controllo della macchina da taglio in fibra di carbonio utilizzando il software in dotazione al dispositivo.

2. Correzione del materiale

Posizionare il materiale composito preparato sul banco di lavoro della macchina da taglio per fibra di vetro e fissarlo saldamente utilizzando il dispositivo di aspirazione a vuoto. L'aspirazione del vuoto previene efficacemente lo spostamento del materiale durante il taglio, garantendo precisione. Quando si fissa il materiale, assicurarsi che il suo posizionamento sia perfettamente allineato con il layout dello schema di taglio nel software del dispositivo. Utilizza il sistema di posizionamento a luce rossa del dispositivo o il dispositivo di allineamento laser per un posizionamento del materiale rapido e accurato.

3. Avviare il taglio

Dopo aver confermato il fissaggio sicuro del materiale e le corrette impostazioni dei parametri di taglio, avviare il programma di taglio della macchina. Il sistema di controllo guiderà quindi la lama per tagliare lungo il percorso predefinito in base al file di progettazione importato e ai parametri configurati. Durante il taglio, gli operatori devono monitorare attentamente lo stato operativo della macchina, inclusa la stabilità del movimento della lama e i normali rumori di taglio. Contemporaneamente, osservare le condizioni di taglio del materiale, ad esempio se la superficie tagliata è liscia e priva di bave o delaminazione.

4. Monitoraggio in tempo reale

Mentre il taglio è in corso, devi tenere d'occhio i dati operativi dell'attrezzatura per tutto il tempo, cose come la frequenza di vibrazione e la velocità di taglio. Assicurati che rimangano stabili entro l'intervallo impostato. Se si verificano fluttuazioni strane, ciò potrebbe significare che l'attrezzatura ha un problema o che è necessario regolare i parametri di taglio. Quando ciò accade, metti subito in pausa il taglio e controlla cosa sta succedendo.

Se si eseguono lunghi tratti di taglio continuo, verificare di tanto in tanto l'usura dell'utensile. Scopri se è necessario sostituire l'utensile osservando quanto è buono il taglio, le condizioni del bordo della lama e quanta resistenza c'è durante il taglio. In genere, se i tagli iniziano a presentare sbavature evidenti, il bordo della lama presenta intaccature o l'utensile è molto usurato, sostituiscilo immediatamente. In questo modo mantieni costante la qualità di taglio, senza cali di prestazioni.

E se il materiale si sposta leggermente durante il taglio, non ignorarlo. Controlla alcune cose: il materiale è bloccato abbastanza stretto? La lama è ancora affilata? La taglierina vibra normalmente? E la velocità di taglio è giusta? Queste sono le solite ragioni dello spostamento, quindi esaminale una per una.

Procedure post-taglio

5.1 Ispezione del pezzo

Una volta completato il taglio, rimuovere con attenzione il pezzo dal tavolo. Successivamente, rimuovere eventuali detriti e/o polvere rimanenti dalla superficie chiusa.

Dopo aver terminato l'atrio, assicurati di condurre un'ispezione di qualità approfondita sul pezzo in lavorazione. Utilizza un set di calibri o micrometri per verificarne le dimensioni rispetto alle specifiche di progettazione. Durante la verifica delle dimensioni, è importante anche ispezionare attentamente il bordo tagliato. Sono presenti bave, delaminazioni o bruciature? Se sono presenti difetti, è possibile regolare i parametri operativi della macchina prima di iniziare il ciclo successivo.

5.2 Manutenzione dell'attrezzatura

Utilizzare un aspirapolvere o una spazzola per pulire i detriti e la polvere dal banco di lavoro dell'attrezzatura. Presta particolare attenzione ai punti chiave come il supporto della taglierina e le guide: se i detriti si accumulano lì, in seguito comprometteranno la precisione della macchina.

Controlla anche quanto è usurata la taglierina. Se ha già esaurito la sua durata o presenta grossi danni, sostituiscilo immediatamente. E non dimenticare di rabboccare il sistema di lubrificazione dell'attrezzatura: in questo modo, tutte le parti mobili funzioneranno senza problemi la prossima volta che utilizzerai la macchina.

Inoltre date un'occhiata all'impianto elettrico. Controllare se qualche cavo è allentato o danneggiato. E assicurati di aggiornare regolarmente il software del sistema di controllo: questo ti garantirà prestazioni migliori e un supporto più funzionale.

5.3 Raccolta dei materiali di scarto

Ordina e raccogli tutti gli scarti del processo di taglio. Per gli scarti riciclabili come la fibra di carbonio e la fibra di vetro, gestiscili secondo le regole: in questo modo possiamo riutilizzare quelle risorse invece di buttarle via.

Seguendo tutti questi passaggi e procedure dettagliati, il taglierino a lama vibrante può davvero mostrare i suoi punti di forza durante la lavorazione di preimpregnati, fibra di carbonio, fibra di vetro e altri materiali compositi. Ti consente di eseguire lavorazioni efficienti, precise e di alta qualità, perfette per soddisfare tutti i tipi di esigenze del settore per i componenti compositi. Nel lavoro reale, gli operatori dovrebbero continuare ad accumulare esperienza e adattare parametri e metodi in modo flessibile in ogni fase in base alle proprietà del materiale e ai requisiti specifici di lavorazione. È così che ottieni i migliori risultati.