Як працює машина для різання препрегу з вуглецевого волокна

Армовані волокнами композити

Армовані волокнами композити характеризуються особливостями армуючих волокон і матеріалу матриці. Слід зазначити, що волокнистий матеріал також безпосередньо впливає на міцність композитів, їх щільність і температуру, яку вони здатні витримувати. За армуючими волокнами його можна класифікувати на вуглецеве волокно, скловолокно та арамідне волокно. За формою це можуть бути суховолокнисті тканини і препреги. 

Різні композитні матеріали також мають різну міцність, щільність, вартість і термостійкість, що забезпечує різне застосування в різних галузях промисловості.

1. Аерокосмічна авіація: літаки, обшивки фюзеляжу, кріплення супутників, парашути космічних кораблів, вкладиші паливних баків літаків, ракетні двигуни тощо.

2. Автомобільна промисловість: акумуляторні батареї, рами шасі, внутрішні панелі дверей, панелі приладів, бампери тощо.

3. Сектор відновлюваної енергетики: лопаті вітрових турбін є найбільшим застосуванням скловолокна.

4. Спортивне обладнання: Ракетки для бадмінтону, рами для тенісних ракеток, сноуборди, рами для велосипедів тощо.

Різання композитного матеріалу - це складний процес, який передбачає точність, ефективність і якість різу. Найкращим рішенням для різання є машина для різання препрегів SLCNC. Він може різати вуглецеве волокно, скловолокно з айамідного волокна та препрег із цього волокнистого матеріалу. Нижче наведено опис того, як працювати з машиною.

Підготовча робота

1. Графічні заготовки

The Верстат для різання композитних матеріалів з ЧПУ працює на основі креслень CAD. Перед вирізанням ескізи, які потрібно вирізати, потрібно створити за допомогою спеціальних дизайнерських програм. Для цього доступні такі програми: AutoCAD, Illustrator, CorelDRAW, Pro/E, Solidworks, Inkscape тощо. Розташуйте відео та текст поруч. Використовуйте функцію інтелектуального компонування програмного забезпечення обладнання, щоб покращити розташування кількох шаблонів різання. Логічне розташування шаблонів різання покращує коефіцієнт використання шпинделя та матеріалу. Наприклад, інтелектуальний метод розкладання підвищує вихід матеріалу з 10% до 20% при різанні дисків неправильної форми порівняно з ручним розкладанням. Крім того, встановіть порядок різання на основі принципів різання від внутрішнього до зовнішнього та від складного до простого, щоб мінімізувати холостий рух інструменту та запобігти деформації.

2. Підготовка матеріалу

Переконайтеся, що препрег, вуглецеве волокно та скловолокно готові, а специфікації відповідають граничним параметрам обробки. Робочі матеріали з різних партій можуть мати незначні відхилення в таких характеристиках, як товщина та твердість, і це може змінити параметри різання. Переконайтеся, що на рулонному матеріалі немає зморшок і деформацій; в іншому випадку необхідно використовувати спеціальне обладнання.

3. Перевірка обладнання

Спочатку виконайте ретельний візуальний огляд машини для різання препрегу. Перегляньте кожен окремий компонент, щоб перевірити, чи немає ослаблення чи пошкодження — зверніть особливу увагу на критичні частини, такі як рама порталу та тримач леза, і переконайтеся, що їхні з’єднання міцні. Дозвольте мені навести вам приклад: якщо рама порталу ослаблена, лезо може зрушитися з місця під час різання, і це, безсумнівно, вплине на точність.

Далі слід перевірити систему змащення обладнання. Переконайтеся, що всі рухомі частини, як-от напрямні та ходові гвинти, мають достатньо мастила. Йдеться не лише про зменшення зносу деталей або подовження служби обладнання; це також забезпечує плавний процес різання, без затримок.

Потім запустіть обладнання та запустіть тест холостого ходу. Подивіться, як рухається головка леза — чи плавно вона ковзає? Слідкуйте за будь-якими заїканнями або дивними вібраціями. Одночасно перевірте, чи правильно працює система видалення пилу. Під час різання композитних матеріалів утворюється пил, а хороша система відсмоктування підтримує чистоту робочої зони. Крім того, це зменшує шкоду, яку пил може завдати обладнанню, тому не пропускайте цей крок.

4. Установка ріжучого інструменту

Вибирайте правильні інструменти, виходячи з того, який матеріал і його товщина. Для препрегів ви зазвичай використовуєте гострі осцилюючі леза з вольфрамової сталі. Ці леза надзвичайно тверді та зносостійкі, тож вони можуть різати точно навіть за високочастотної вібрації, а також без перегріву полімерної матриці. Якщо ви працюєте з сухими волокнистими тканинами, вам підійдуть круглі леза з вольфрамової сталі.

Встановлюючи інструменти, суворо дотримуйтесь інструкції з обладнання — не хибніть його. Спочатку протріть монтажні поверхні тримача різця та хвостовика, щоб переконатися, що на них не залишилося бруду чи сміття. Потім посуньте різак у тримач точно вправо та затягніть стопорну гайку, щоб міцно зафіксувати його. Останнє, чого ви бажаєте, — це ослаблення різака під час високочастотної вібрації. Після встановлення покрутіть ріжучу головку вручну, щоб перевірити: чи плавно вона обертається? Чи є якийсь ексцентриситет? Лише коли це перевірено, встановлення буде виконано.

Налаштування машини

1. Регулювання частоти вібрації

Частота вібрації є ключовим параметром, який впливає на якість різання: для різних композитних матеріалів потрібні абсолютно різні частоти. Зазвичай, якщо ви ріжете тонші препреги, наприклад, товщиною від 0,1 до 0,5 мм, вибирайте нижчу частоту вібрації. Таким чином ви зберігаєте точне різання, а краї виглядають добре, і у вас не буде надто сильного удару високочастотним матеріалом.

Але якщо ви працюєте з товщими листами з вуглецевого волокна (понад 5 мм) або армованим скловолокном пластиком, ви можете трохи підвищити частоту вібрації — це гарантує, що сила різання буде достатньою для проходження. Тільки не піднімайте його занадто високо. Надвисокі частоти швидше зношують інструмент. Тому завжди налаштовуйте його залежно від того, як насправді відбувається різання під час роботи.

2. Параметри швидкості різання Швидкість різання повинна відповідати твердості матеріалу та його товщині. Для м’яких препрегів і сухих волокнистих тканин можна працювати з досить високою швидкістю — зазвичай працює від 500 до 1000 мм/с. Але якщо волокнисті килимки жорсткіші та товстіші, швидкість сповільнюється. Якщо ви цього не зробите, інструмент швидко зношується, і у вас можуть виникнути проблеми, такі як відколи або задирки на матеріалі. Візьмемо, наприклад, розрізання матів зі скловолокна товщиною 30 мм — встановіть швидкість 200-300 мм/с. У реальній роботі найкращий спосіб знайти потрібну швидкість – це спочатку зробити кілька пробних розрізів. Таким чином, ви не зіпсуєте фактичний матеріал.

3. Налаштування глибини різання

Ви повинні встановити глибину різання відповідно до товщини матеріалу, який ви ріжете. Бажаний результат — прорізати матеріал, а не подряпати чи пошкодити робочу поверхню під ним. Ось як це зробити: спочатку опустіть лезо за допомогою функції ручного регулювання, доки лезо не торкнеться поверхні матеріалу. Потім додайте невеликий запас міцності (зазвичай від 0,1 до 0,3 мм) до товщини матеріалу, після чого реєструється остаточна глибина різання.

Наприклад, якщо різати скловолоконну плиту товщиною 2 мм, ви встановите глибину 2,2 мм. Крім того, якщо ви ріжете кілька шарів матеріалу, які накладаються безпосередньо один на одного, переконайтеся, що загальна товщина всіх матеріалів залишається в межах ефективного діапазону глибини різання вашого інструменту. Якщо ні, ви не зможете прорізати належним чином і матимете проблеми.

Процес різання 

1. Імпорт файлів для різання

Імпортуйте графічні файли або файли дизайну моделі (загальні формати включають DXF, PLT тощо), необхідні для різання, у систему керування машини для різання вуглецевого волокна за допомогою супровідного програмного забезпечення пристрою.

2. Фікс матеріалу

Помістіть підготовлений композитний матеріал на верстак машини для різання скловолокна і надійно закріпіть його за допомогою вакуумного відсмоктувача. Вакуумне всмоктування ефективно запобігає зсуву матеріалу під час різання, забезпечуючи точність. Закріплюючи матеріал, переконайтеся, що його розміщення точно узгоджується з макетом розкрою в програмному забезпеченні пристрою. Використовуйте систему позиціонування червоного світла пристрою або лазерний пристрій для вирівнювання для швидкого й точного позиціонування матеріалу.

3. Розпочніть різання

Після підтвердження надійної фіксації матеріалу та правильних налаштувань параметрів різання запустіть програму різання машини. Потім система керування керуватиме лезом, щоб різати по попередньо визначеній траєкторії на основі імпортованого файлу проекту та налаштованих параметрів. Під час різання оператори повинні уважно стежити за робочим станом машини, включаючи стабільність руху леза та нормальні звуки різання. Одночасно спостерігайте за станом різання матеріалу, наприклад, чи є поверхня різу гладкою і без задирок або розшарування.

4. Моніторинг у реальному часі

Поки триває різання, ви повинні весь час стежити за робочими даними обладнання, такими як частота вібрації та швидкість різання. Переконайтеся, що вони залишаються стабільними в межах встановленого вами діапазону. Якщо є якісь дивні коливання, це може означати, що в обладнанні виникли проблеми, або вам потрібно налаштувати параметри різання. Коли це станеться, негайно призупиніть різання та перевірте, що відбувається.

Якщо ви виконуєте тривалі відрізки безперервного різання, час від часу перевіряйте знос інструменту. Визначте, чи потрібно вам замінити інструмент, подивившись на якість різу, стан краю леза та рівень опору під час різання. Як правило, якщо на порізах з’являються явні задирки, на кромці леза є зазубрини або інструмент погано зношений — негайно замініть його. Таким чином ви збережете стабільну якість різання без падіння продуктивності.

І якщо матеріал трохи зсунеться під час різання, не ігноруйте це. Перевірте кілька речей: чи достатньо міцно затиснутий матеріал? Лезо все ще гостре? Фреза нормально вібрує? І чи правильна швидкість різання? Це звичайні причини переміщення, тож перегляньте їх одну за одною.

Процедури після різання

5.1 Перевірка заготовки

Після завершення різання обережно зніміть заготовку зі столу. Потім видаліть залишки сміття та/або пил із закритої поверхні.

Після того, як ми закінчимо з конкурсом, обов’язково проведіть ретельний контроль якості заготовки. Використовуйте набір штангенциркулів або мікрометрів, щоб перевірити його розміри відповідно до проектних характеристик. Перевіряючи розміри, також важливо уважно оглянути обрізаний край. Чи є задирки, розшарування чи сліди опіків? Якщо є будь-які дефекти, ви можете налаштувати робочі параметри машини перед початком наступного запуску.

5.2 Технічне обслуговування обладнання

Використовуйте пилосос або щітку, щоб очистити сміття та пил з робочого столу обладнання. Зверніть особливу увагу на ключові місця, як-от тримач різця та напрямні — якщо там накопичується сміття, це згодом зашкодить точності машини.

Також перевірте, наскільки зношений різак. Якщо він уже вичерпав свій термін служби або має великі пошкодження, негайно замініть його. І не забудьте долити мастило в систему змащення обладнання — таким чином усі рухомі частини працюватимуть безперебійно, коли ви наступного разу будете використовувати машину.

Також подивіться на електричну систему. Перевірте, чи дроти не закріплені та не пошкоджені. І обов’язково регулярно оновлюйте програмне забезпечення системи керування — це покращить продуктивність і покращить підтримку функцій.

5.3 Збір відходів

Відсортуйте та зберіть усі відходи процесу різання. Відходи, придатні для переробки, як-от вуглецеве та скловолокно, поводьтеся з ними відповідно до правил — таким чином ми зможемо повторно використовувати ці ресурси, а не просто викидати їх.

Дотримуючись усіх цих детальних кроків і процедур, різак з вібраційним лезом дійсно може продемонструвати свої переваги під час обробки препрегів, вуглецевого волокна, скловолокна та інших композитних матеріалів. Він дозволяє виконувати ефективну, точну та високоякісну механічну обробку — ідеально підходить для задоволення будь-яких галузевих потреб у композитних компонентах. У реальній роботі оператори повинні продовжувати накопичувати досвід і гнучко коригувати параметри та методи на кожному етапі на основі властивостей матеріалу та конкретних вимог до обробки. Саме так ви досягнете найкращих результатів.