CNC-пен алдын ала құрамы бар материалды кесу машинасы мен лазерлік кесу: Қайсысы жақсы

Термияғымдылық пен материалдың бүтіндігі: Неге алдын ала әзірленген композиттерге салқын кесу қажет? CNC prepreg кесу машинасы

Лазердің туғызған жылу әсерінен пайда болатын аймақтар (HAZ) шығарылмаған полимерлік смоланың химиялық құрамын бұзады

Лазерлік кесу кезінде белгілі бір аймақтарда 200 °C-тан жоғары температура тудыратын өте жоғары жылу пайда болады, бұл жылу әсерінің аймағы (HAZ) деп аталатын құбылысқа әкеледі. Бұл жылу шикізаттың — күймеген прегрегтің химиялық құрамына әсер етеді. Проблема шаяндық зат қыздырылған кезде басталады және ол әлі де шынығу процесі басталмай тұрып-ақ бір-бірімен байланысуға бастайды, нәтижесінде материал сапасы шынығуға дейін ғана бұзылады. Келесі әрекеттер өндіріс үшін өте нашар нәтиже береді. Біріншіден, материал жабысып қалу қасиетін жоғалтады, сондықтан жинақтау кезінде қабаттар дұрыс біріктірілмейді. Екіншіден, жылулық керілу әсерінен кішкентай трещиналар пайда болады, сонымен қатар материалдың болуы керек болған жерлерде бос орындар қалады. Микроскопиялық деңгейде шаяндық зат ыдырап, ішкі талшықтарға жақсы жабыспайды. Әртүрлі қатаң стандарттарға сай жасалатын әуе қозғалтқыштары үшін бөлшектер шығаратын кәсіпорындар үшін мұндай ақаулар өте маңызды. Олар конструкциялардың жалпы сенімділігін төмендетеді, ал зауыттар суық кесу әдістерін қолданғандағыдан 15–25 пайызға дейін артық материалды қолданбас үшін тастап жібереді.

CNC prepreg кесу машинасының артықшылықтары: жылу енгізудің болмауы, бастапқы жабысу қасиеті мен иілгіштіктің сақталуы

CNC prepreg кесу машинасы қоршаған ортаның температурасында жұмыс істейтін механикалық пышақтарды қолданады, ол жылулық деформацияны толығымен жояды. Лазерлік кесуге қарағанда, ол prepreg-тің бастапқы өңдеу қасиеттерін, шаяндық кинетикасын немесе талшықтардың бағытын өзгертпей сақтайды. Негізгі артықшылықтары:

Бұл суық кесу процесі шаяндықтың жайылуын, жиектердегі қабаттардың бөлінуін және кесуден кейінгі өлшемдік ығысуын болдырмаиды — бұл бірден өңдеуге және қабаттауға мүмкіндік береді. Өндірістік деректерге сәйкес, CNC кесілген бөлшектер лазермен кесілгендерге қарағанда өлшемдік ауытқулары 30% аз болады, бұл жоғары дәлдікті композиттік конструкциялар үшін маңызды артықшылық.

Дәлдік, қыр сапасы және өлшемдік сенімділік

0,1 мм-ден кем CNC қайталанушылығы лазер сәулесінің ауытқуына және уақыт өте келе фокус аздап нашарлауына қарсы

CNC prepreg кесу машиналары 0,1 мм-ден төмен қайталанушылыққа жетуі мүмкін, бұл аэрокосмоста және автомобиль өнеркәсібінде композитті бөлшектерді дайындаған кезде өте маңызды, өйткені осы аз шектеулер барлық бөлшектердің қалай дәл келіп, дұрыс жұмыс істеуін анықтайды. Машиналар ұзақ өндірістік циклдар кезінде алдыңғы сервожетектері мен нақты уақытта қайтарылатын байланыс жүйелері арқылы тұрақтылығын сақтайды, сондықтан процесстер саулады жұмыс істейді. Алайда лазерлік жүйелер басқаша әңгіме айтады. Олар уақыт өте келе жылу жиналуымен байланысты проблемаларға ұшырайды. Машина ұзақ уақыт жұмыс істеген сайын лазер сәулесі ауытқып, фокус нүктесі нашарлайды, нәтижесінде теңсіз шеттер пайда болады және орналасу қателері Composite Manufacturing Journal журналының өткен жылғы деректері бойынша 0,2 мм-ден асады. Бұл жағдайда өндірушілер көбірек қалдық материал алады және барлығын қайта калибрлеу үшін өндірісті жиі тоқтатуға мәжбүр болады, бұл операцияларды баяулатады және ұзақ мерзімді тұрғыдан қосымша шығындарға әкеледі.

Механикалық кесу мен жылулық абляция: қабаттардың бөлінуі, шайынның жағылуы және кесуден кейінгі өңдеу

CNC кесуі механикалық кесу күші арқылы басқарылады, негізінде қабаттарды сақтап, тегіс және таза кесінділер алуға мүмкіндік беретін, минималды күшпен орындалатын таза кесу болып табылады. Бұл процесте жылу қатыспайды, сондықтан өндірушілер шының еріген қалдығы, күйген дақтар немесе материалдар арасындағы әлсізденген шекаралар сияқты мәселелерге қорқудың қажеті жоқ. Ал лазерлік кесу басқаша әңгіме айтады. Бұл процесс термиялық абляцияны қамтиды, онда катализацияланбаған шыны алдымен кесілген сызық бойынша ериді, сосын қайтадан қатаяды. Бұл материалда әлсіз аймақтарды пайда етеді, олар кейінірек біреулердің олармен жұмыс істеуі немесе автоклавқа салуы кезінде оңай бөлініп кетуі мүмкін. Лазерлік кесуден кейін не қалады? Оны қолмен тазарту немесе қосымша жабдықтау операциялары арқылы тазарту қажет болатын қалдықтар. Ал осы қосымша операциялар өндіріс уақытын бавыртады және бақылау шығындарын көтереді. CNC станоктарымен кесілген бөлшектер қосымша тазалауға қажеттіліксіз тікелей қабаттау жұмыстарына дайын күйде шығады.

Операциялық тиімділік пен өндіріске дайындық

Вакуумдық орналастыру, құралды ауыстыру автоматтандыруы және CNC прегреп кесу машиналарында көп қабатты кесу

Ең соңғы CNC prepreg кесу машиналары өндірістік тиімділікті шынымен арттыратын үш негізгі технологияны біріктіреді: вакуумдық орналастыру жүйелері, автоматты құрал ауыстырғыштар және көп қабатты кесу мүмкіндіктері. Вакуумдық орналастыру өңдеу кезінде материалдарды жазық ұстайды және қалдықтарды шамамен 15% дейін азайту үшін үлгілерді ақылды түрде орналастырады, бірақ талшықтардың бағытын бұзбайды. Автоматтандырылған құрал ауыстырғыштар қысқыштар, фрезерлер және сызықтау құралдары сияқты әртүрлі кесу құралдарын 7 секундтан көп емес уақыт ішінде ауыстыра алады, сондықтан операторлар кесу, сызықтау немесе бұрғылау операциялары арасында ауысу кезінде машинаға тоқтатуға мәжбүр болмайды. Көп қабатты функциясы арқылы бұл машиналар бір мезгілде 5–10 қабатты өңдей алады, яғни дәстүрлі жеке қабатты әдістерге қарағанда өндіріс көлемі үш есе артады. Барлығын қосқанда, бұл комбинация тоқтап тұру уақытын шамамен 40% қысқартады, тәжірибелік үлгілерді әзірлеуді жылдамдатады және қатаң мерзімі бар әуе-ғарыш жобалары үшін бір күн ішінде дайындау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Ерекше маңыздысы — кесу кезінде жылу бөлінбейді, сондықтан әрбір қабат бастапқыдан өз пішіні мен өлшемдерін сақтайды, яғни түзету жұмыстары азаяды және кесуден кейін жиектерге қосымша өңдеу қажет емес.

Қолданылуы: Қашан таңдау керек CNC prepreg кесу машинасы

Өндірушілер материал сапасын сақтауға, дәл кесулерді орындауға және үлкен көлемдегі өнімдерді тұрақты түрде өңдеуге назар аударған кезде, CNC пропитацияланған (препрег) материалдарды кесетін машина таңдау міндетті шартқа айналады. Бұл машиналар әсіресе әзірше толық қатаймаған, бірақ жылуға сезімтал композиттік материалдармен ең жақсы жұмыс істейді; олар әсіресе әуе-ғарыш өнеркәсібінде, автомобиль өндірісінде және жел турбиналарын жинақтауда кеңінен қолданылады. Дәстүрлі лазерлар мұндай жағдайларда проблемалар туғызуы мүмкін, себебі олардың шығаратын жылуы смоланың химиялық қасиеттерін бұзып, талшықтардың бағытын бұзып, сонымен қатар материал қатая бастамай тұрып қажетсіз химиялық реакциялардың басталуына әкелуі мүмкін. Бұл CNC кескіштердің ерекшелігі — олардың суық кесу процесі, яғни материалдың жабысқақтығы мен икемділігі сақталады. Бұл қасиеттер қабаттау процесі кезінде өте маңызды және соңында дайын бұйымдардың сапасына тікелей әсер етеді. Мысалы, әуе кемесінің кабинасының бөлшектері, қанаттардың құрылымдық тірек элементтері немесе электрлік көліктердің аккумуляторлары үшін қорғаныс қаптамалары сияқты мыңдаған бөлшектер бойынша 0,1 мм-ден аспайтын дәлдікті талап ететін жұмыстар үшін механикалық қайырғыш әрекеті таза, кесік орындарында кесік тістері (бурлар) болмайтын, қабаттардың бөлінуіне төзімді және шырын қалдығын қалдырмайтын жиегін береді. Сонымен қатар, ішкі вакуумдық жүйелер мен автоматтандырылған құралдар сияқты қосымша функциялар бұл машиналарды әртүрлі өнімдерді кіші партиялармен өндіретін кәсіпорындарға, соның ішінде уақытында жеткізу (just-in-time) принципі бойынша өндіріс жүргізетін, жылдамдық маңызды, операторлардың қолдан қатысуын қажет етпейтін және нәтижелерді бірінші ретте ғана алу мүмкіндігін қамтамасыз ету қажеттілігі туғызатын кәсіпорындарға идеалды таңдауға айналдырады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Неге преформаларды кесуге лазерлік кесу орнына суық кесу ұсынылады?

Суық кесу термиялық деформацияны болдырмауға, шығарылмаған преформаның резиналық химиясы мен талшықтарының бүтіндігін сақтауға, материалдың шығынын азайтуға және қабаттардың сенімді түрде бірігуін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

CNC машиналары жұмыс істеу тиімділігін арттыруға көмектесе ме?

Иә, CNC машиналары вакуумдық орналастыру жүйелері, автоматты құрал ауыстырғыштары және көп қабатты кесу мүмкіндіктері арқылы жұмыс істеу тиімділігін арттырады, бұл тоқтап қалу уақытын және шығынды азайтады.

CNC преформаларды кесетін машиналарды пайдаланудың артықшылықтары қандай?

CNC машиналары жылу енгізбейді, тұрақты жабысу қасиетін сақтайды және преформалардың өзгеріссіз драпировкалануын қамтамасыз етеді. Олар жоғары дәлдік, өте жақсы жиектің сапасын қамтамасыз етеді және өлшемдік ауытқуларды азайтады.