Gia công vật liệu composite cần quan tâm những gì?

Với nhu cầu sử dụng ngày càng cao, vật liệu composite đang nhận được sự quan tâm lớn và ứng dụng trong nhiều hoạt động sản xuất. Những lưu ý khi gia công vật liệu composite trong bài viết sau sẽ rất cần thiết cho bạn. 

1. Vật liệu composite là gì?

Vật liệu composite (hay còn sở hữu tên gọi khác là composite, vật liệu compozit, vật liệu tổng hợp) là loại nguyên vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu có tính chất vật lý và hóa học khác nhau, loại vật liệu này sẽ mang tính chất và các công dụng vượt trội hơn hẳn so với những vật liệu ban đầu.

Vật liệu composite bao gồm có vật liệu nền và cốt. Tính năng của vật liệu nền đảm bảo việc liên kết những cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính nguyên khối, liên tục, đảm bảo cho vật liệu composite có độ bền nhiệt, độ bền hoá học và khả năng chịu đựng khi vật liệu có lỗi. 

Vật liệu nền của composite có thể là Polyme, các kim loại và hợp kim, gốm ceramic hoặc Carbon. Vật liệu cốt đảm bảo cho Composite có các mođun đàn hồi và độ bền cơ học cao. Các cốt của Composite có thể là sợi thuỷ tinh (fiberglass), sợi polyme, sợi gốm ceramic, sợi kim loại và sợi Carbon,..

Tham khảo bài viết liên quan Tại Đây

2. Ý nghĩa của gia công cắt đối với vật liệu composite

Gia công cắt gọt vật liệu composite rất khó thực hành do cấu trúc dị hướng và không đồng nhất của một hay nhiều vật liệu tổng hợp nên và do độ mài mòn cao của các thành phần gia cố của chúng. Điều này thường dẫn đến sự hao mòn rất nhanh cho công cụ cắt gọt. Các quy trình gia công thông thường như tiện, khoan hoặc phay có thể được áp dụng cho vật liệu composite, với điều kiện thiết kế công cụ phù hợp và điều kiện vận hành được áp dụng. 

Các chi tiết được gia công vật liệu tổng hợp như nhựa gia cố sợi carbon (CFRP) ngày càng được sử dụng cho các chi tiết ngành hàng không có thể được thiết lập và chạy gia công trên cùng các công cụ máy móc như các chi tiết kim loại. Vật liệu CFRP thậm chí có thể được gia công với các dụng cụ cắt gọt tương tự như gia công các chi tiết bằng kim loại khác , mặc dù điều này ít có khả năng hoàn thành tốt. Tuy nhiên, các cơ chế loại bỏ vật liệu, bẻ phoi giữa kim loại và vật liệu Composite/CFRP là hoàn toàn khác nhau.

Đối với gia công phay hay tiện vật liệu kim loại, cơ chế đó là biến dạng dẻo. Dao cụ cắt gọt thường sẽ độ cứng cao hơn vật liệu phôi và sẽ bẻ phoi qua các lưỡi cắt, góc cắt dao cụ.

Nhưng trong quá trình gia công vật liệu tổng hợp, cụ thể là vật liệu CFRP sẽ không có phoi để bẻ trong công đoạn gia công. Thay vào đó, cơ chế loại bỏ vật liệu CFRP có thể được gọi là bẻ vụn thành bụi phôi. Thay vì cắt vật liệu như gia công kim loại bình thường thì đối với CFRP, tác động của lưỡi cắt bẻ gãy các sợi carbon cứng dẫn đến lưỡi cắt dễ mài mòn nhanh chóng.

Trong bất kỳ ứng dụng công cụ cắt nào, thiết kế hình học dao cụ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất gia công và nguyên liệu chế tạo dao cụ ảnh hưởng đến tuổi thọ. Điều này cũng đúng với gia công vật liệu tổng hợp CFPR. Tuy nhiên, trong vật liệu tổng hợp, nguyên liệu chế tạo dao cụ cũng trở thành yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất gia công. Vật liệu Compsoite tổng hợp có thể khiến dao cụ bị mài mòn nhanh đến mức hình dáng dao cụ cũng có thể thay đổi nhanh chóng, trừ khi lưỡi cắt được tạo từ vật liệu có thể chịu được sự mài mòn đủ tốt để giữ hình dạng của nó và giữ được độ sắc bén.

Một trường hợp khá phổ biến, mũi khoan của bạn gia công Composite có thể tạo ra hai lỗ khoan bề mặt hoàn thiện tốt nhưng khi khoan đến lỗ thứ ba sẽ xuất hiện bề mặt lỗi khuyết điểm, đơn giản là vì mũi khoan đã bị mòn đã gây biến dạng lưỡi cắt khiến vết cắt không được sắc bén và không giữ độ đồng nhất.

Một chi tiết bằng kim loại của máy bay có thể gia công với máy móc công suất cao và chỉ cần sử dụng dao cụ phù hợp, phổ thông và các giải pháp gá kẹp đơn giản để đảm bảo công việc. Trái lại, gia công phay và khoan vật liệu Composite tổng hợp thường có thể được thực hiện với một máy móc công suất nhẹ hơn. Tuy nhiên lại yêu cầu các dao cụ cắt gọt chất lượng cao, cũng như các giải pháp giá kẹp được tùy chỉnh riêng

Xem thêm: Bảo quản dụng cụ cắt gọt kim loại

3. Gợi ý dụng cụ cắt gọt gia công composite

Khi gia công vật liệu composite bạn có thể dụng dụng dao phay hợp kim nhưng sẽ nhanh mài mòn khiến bạn tốn thời gian vào việc tháo lắp, thay đổi dao cụ, không thiết thực về kinh tế. Một gợi ý cho bạn đó là sử dụng mũi khoan carbide

Mũi khoan Carbide được làm từ chất liệu thép cao cấp nhất trong ngành chế tạo mũi khoan, giúp tạo ra những mũi khoan có độ cứng cao và khả năng chịu nhiệt và tốc độ khoan tốt nhất, thường được dùng trong ngành cơ khí chính xác và gia công máy trên thép cứng. Về lớp mạ phủ bên ngoài của mũi khoan, đây là một yếu tố quan trọng giúp mũi khoan giảm nguy cơ bị oxy hóa, tăng thời gian sử dụng mũi khoan. Có những loại mạ phủ thông dụng như titanium, nhôm titan nitride, carbon nitride, tecrona,…

=>>>Tham khảo: Phân biệt mũi khoan HSS và Carbide

Một số mũi khoan carbide phân phối tại GSI Tools.

Bộ mũi khoan carbide 25 chi tiết Atorn 1-13mm11110494.001

Bộ mũi khoan carbide 25 chi tiết Atorn 1-13mm, giá cả cạnh tranh, giao hàng toàn quốc - Công ty TNHH thiết bị công nghiệp GSI Việt Nam
Xem chi tiết

Mũi khoan carbide gia công thép cứng 65HRC Atorn 5.3x6x66mm11110586.001

Mũi khoan carbide gia công thép cứng 65HRC Atorn 5.3x6x66mm, giá cả cạnh tranh, giao hàng toàn quốc - Công ty TNHH thiết bị công nghiệp GSI Việt Nam
Xem chi tiết

Mũi khoan carbide gia công thép cứng 65HRC Atorn 6x6x66mm11110593.001

Mũi khoan carbide gia công thép cứng 65HRC Atorn 6x6x66mm, giá cả cạnh tranh, giao hàng toàn quốc - Công ty TNHH thiết bị công nghiệp GSI Việt Nam
Xem chi tiết

Các loại mũi khoan carbide do GSI cung cấp đều được sản xuất bằng vật liệu cao cấp, nhập trực tiếp từ các thương hiệu nổi tiếng trên thế giới đảm bảo hiệu quả và tốc độ thi công cao. Quý khách có nhu cầu mua các loại mũi khoan carbide hay dụng cụ cắt gọt khác hãy đến với GSI Tools để có những trải nghiệm tuyệt vời.