Témata
Reklama

Kompozity v letectví

S ohledem na extrémní ceny leteckých součástí představuje výroba otvorů riskantní pracovní úlohu, což lze říci především o vrtání kompozitních materiálů, které na obrábění kladou nové požadavky. Zde mají výrobci v podstatě tři šance dosáhnout požadovaných parametrů, poté již nelze díru opravit tak, aby splňovala konstrukční specifikace. Pokud se, i když jen u jediné díry, tyto tři šance z důvodu nevyhovujícího průměru, jakosti obrobeného povrchu nebo delaminace nevyužijí, bude tím znehodnocena celá součást. 

Obrábění kompozitních materiálů, které jsou kombinací dvou nebo více materiálů s různými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, vyžaduje přeříznutí nebo jiné mechanické přerušení (lom, přetržení) vláken, která jsou součástí těchto materiálů. Je-li to provedeno nesprávně, vrstvy kompozitního materiálu se odlupují z jejich řádného místa. Tento jev je označován jako delaminace.

Ta ovlivňuje kvalitu děr a opakovatelnost jejich výroby, kvalitu a integritu konečného produktu a samozřejmě zisky výrobců. Vyšší kvalita děr má zásadní význam z hlediska prevence poškození součástí a je do značné míry určována výrobními procesy používanými pro obrábění nebo dokončování děr. 

Výroba děr má zásadní vliv na kvalitu a funkční vlastnosti leteckých součástí a v éře Covid-19 je pravděpodobně ještě důležitější, než kdy dříve. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Významné je také množství tepla generovaného během obrábění kompozitu. Nízká tepelná vodivost materiálu a absence třísek představuje riziko pro termosetickou pryskyřici, která drží vlákna materiálu pohromadě. Jinými slovy obrábění kompozitních materiálů odhaluje slabou stránku obráběcího procesu, k níž by jinak nebylo nutné přihlížet. Tyto slabé stránky jsou ještě zvýrazněny rozšiřujícím se sortimentem a nepředvídatelností kompozitních materiálů dostupných na trhu. Vzhledem k tomu je konkurenceschopné obrábění náročnou výzvou.

Konstrukční řešení

Sandvik Coromant vyvinul vysoce výkonný vrták CoroDrill 863-O pro vrtání kompozitních materiálů, včetně materiálů vyztužených uhlíkovými (CFRP) a skleněnými (GFRP) vlákny. Nástroj byl navržen s důrazem na průmyslová odvětví, která široce využívají kompozitní materiály a vyžadují více metrů odvrtaného materiálu na jeden nástroj — jako např. letecký průmysl, kde jsou kompozitní materiály využívány pro výrobu dílů draku letounu a dalších součástí.

Nástroje jako vrták CoroDrill 863-O (O značí použití pouze pro obrábění kompozitních materiálů) mohou výrobcům pomoci plně zautomatizovat jejich výrobní procesy. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Primárně tento nástroj začali vývojáři testovat na jednosměrně vyztuženém laminátu bez krycí nebo tkané vrstvy bránící odlupování na spodní straně, který je nejčastěji využíván u křídel a trupu letadla. Digitálně mapovali delaminaci, aby přesně stanovili, jak často se s delaminací za celou životnost nástrojů setkali. Na základě výsledných dat mohli optimalizovat základní konstrukční prvky vrtáku, jako je úhel stoupání šroubovice, neboli šroubovitou drážku na povrchu vrtáku. Větší úhel stoupání šroubovice přispívá k lepšímu odvádění třísek, čímž může pomoci snížit delaminaci na výstupu z díry. Naproti tomu příliš velký úhel stoupání šroubovice může být příčinou oddělení vrstev kompozitního materiálu na vstupu do díry. V každém případě to může vést k tomu, že některé vrstvy nebo vlákna vyčnívají do díry.

Karbidové vrtáky jsou pro obrábění leteckých součástí velice vhodné, protože slinutý karbid zvyšuje pevnost nástroje od geometrie břitu až po stopku. Tím je optimalizován průběh záběru a maximalizuje se pracovní vůle a efektivita odvádění odebraného materiálu. Kvůli abrazivní povaze kompozitů však také dochází k rychlejšímu opotřebení karbidových materiálů. To je problém, zejména v automatizovaném režimu výroby. Aby jej bylo možné překonat, využívá CoroDrill 863-O technologii CVD (Chemical Vapor Deposition). Metodou CVD lze vytvořit velmi tvrdý nástrojový materiál, který je ideální pro obrábění kompozitních a vrstevnatých materiálů. Nanesením vrstev CVD povlaku na celý břit lze dosáhnout mnohem delší životnosti nástroje a vzhledem k nízkému koeficientu tření a vysoké tepelné vodivosti CVD povlaku jsou břity nástroje i méně náchylné k vytváření nárůstku (BUE). Vzhledem k tomu, že břit s CVD povlakem zůstává ostrý, odvádí teplo, tření je nízké a pravděpodobnost problémů s dírou je minimální. 


Zpracováno redakcí dle tiskové zprávy Sandvik Coromant.

Související články
Oceněný design nového ovládacího panelu

Divize obráběcích strojů Brother, jež na českém a slovenském trhu zastupuje společnost Misan, získala významné mezinárodní ocenění „iF Design Award“ za novou generaci řídicího systému - uživatelského rozhraní (tj. prostředí řídicího systému + ergonomie ovládacího panelu). Tato nová generace řídicího systému má označení D00.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Frézování o mistra ČR

Kdysi dávno jsem poprvé viděla nástup národních týmů do velké soutěže WorldSkills a absolutně mi to vyrazilo dech. Nechápala jsem a v úžasu hleděla, že ty ovace a gejzír nekontrolovaných emocí patří skutečně mladým lidem, kteří reprezentují svoji zemi a ukazují zručnost, a přitom tohle není žádné profesionální sportovní utkání, ale přehlídka odborných dovedností a řemesel! 

Ideální svěrák pro pětistranné obrábění

Společnost Schunk na trh uvádí nový přesný svěrák Kontec KSC mini, který je vybaven systémem rychlovýměnných čelistí. Díky tomu jej lze rychle a bez nástrojů přestavit. Označení mini napovídá, že jde o svěrák menších rozměrů, nicméně s velkou upínací silou.

Technologické trendy 2021 #6 Zero Trust

Transformace stávajících technologií a vznik nových je tak rozsáhlý a rychlý, že ten, kdo chce držet krok a sledovat veškeré změny, se stává v podstatě celoživotním lovcem nových objevů a poznání. Technologický pokrok jde ruku v ruce s růstem ekonomickým a v některých případech stojí za průlomovými změnami. Společnost Deloitte každoročně připravuje studii Deloitte Tech Trends. Nejinak tomu i letos. V pořadí již šestý trend se zabývá tzv. Zero Trust, tedy nulové důvěře, a to k čemukoliv. 

McLaren Racing se připravuje na novou sezónu

Pro letošní rok stáj McLaren Formule 1 investovala do nových technologií. Jak se tento krok projeví ve výrobě komponent závodních monopostů se s ohledem na typ pořízeného stroje a jeho výrobce Mazak, dá celkem dobře predikovat. Jaký to však bude mít vliv na úspěšnost stáje jako takové v nadcházejícím ročníku soutěže, to je již pohledem do křišťálové koule i s ohledem na hygienická opatření v souvislosti s koronavirem.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit