碳纖維板的加工技術規(guī)范較高,對操作人員的技術水平有著嚴格的要求。對于需要在碳纖維板材上進行鉆孔的需求,廠家需要根據(jù)板材的厚度、尺寸等進行考量,決定是否可以鉆孔。在鉆孔過程中,還會面臨分層的風向,我們來簡要分析一下分層的原因。
 
已開孔的碳纖維板
 
碳纖維板鉆孔導致分層的原因分析
 
我們來模擬一下鉆孔的過程,當主切削刃靠近碳纖維板,先將纖維剝開,再進行切斷。這個切斷的過程必須一氣呵成,如果無法全部切斷,就是出現(xiàn)碳纖維板表面開裂并延伸至周圍,在鉆孔的周圍出現(xiàn)大面積開裂,中間的碳纖維就會面臨分層的問題。
 
碳纖維板是通過碳纖維預浸帶不斷鋪層,再通過高溫固化而成型的。從微觀角度出來,當鉆頭鉆入時,鉆削軸向力施加在碳纖維板表面時,碳纖維板沿著厚度方向受到一定的推力,從而碳纖維中每層預浸帶都會產(chǎn)生層間應力。應力過大,超過可承受范圍,那分層的情況就隨著出現(xiàn)。總結來說,就是碳纖維板材軸向力越大,層間拉伸應力就越大,分層的可能性越大。
 
另外我們還發(fā)現(xiàn)一個情況,鉆頭進入碳纖維板后,分層的情況并不是一下子出現(xiàn),而是經(jīng)常在即將穿透的時候才會發(fā)生。這是因為在鉆入后,碳纖維板的厚度也隨著降低,鉆孔處強度在逐漸下降,越是往后的預浸料,承受的軸向力也就越大,出現(xiàn)開裂分層的幾率也就越大。
 
已開孔的碳纖維高溫板
 
碳纖維板鉆孔還存在那些難點?
 
除卻碳纖維板的開裂分層,給碳纖維板鉆孔還有其他的一起問題,它們往往是同時存在的,多點爆發(fā),導致了碳纖維板材開孔的難度提升。
 
1、鉆頭磨損較快:碳纖維板強度較大,硬度也不低,因此鉆頭需要選擇硬質合金、陶瓷、金剛石等。開孔需要鉆頭具備一定的轉速,如6000r/min,這就比較費鉆頭了。使用硬質合金鉆頭則可以鉆制50-70個孔,而帶有金剛石鍍層,即PCD鍍層的音質合金鉆頭可以鉆100-120個孔。
 
2、材料易燒傷:這個問題往往是鉆頭或道具鋒利度下降后出現(xiàn)的,原理可以參考鉆木取火。摩擦力增大,鉆孔時間邊長,局部產(chǎn)生高溫,造成材料燒傷和鉆頭損壞。
 
3、粉塵及時清理:與打磨類似,鉆孔也會出現(xiàn)較多的碳纖維粉末,對于操作人員來說具有一定的危害,同時對于也會影響鉆孔的成功率,所以在鉆孔過程中,需要使用冷卻液將粉塵沖走。
 
碳纖維板鉆孔的幾個難點我們已經(jīng)總結完畢,對于分層的問題也做了較為詳細客觀的分析。對于碳纖維這樣的新型材料,秉承客觀真實的探求態(tài)度,是對自己,也是對行業(yè)負責。