Почему стекловолоконные пластики требуют более частой смены инструмента?

Почему пластики, армированные стекловолокном, требуют более частой смены инструмента?

Пластики, армированные стекловолокном (GFRP), требуют более частой замены режущего инструмента главным образом из-за их высокой абразивности. Стеклянные волокна, обладая большей твёрдостью, чем режущая кромка инструмента, действуют подобно наждачной бумаге, вызывая быстрое изнашивание через механизм, известный как абразивное разрушение инструмента. Это — одна из основных проблем при обработке композитных материалов.

Основные причины ускоренного износа инструмента

1. Экстремальная абразивность Стекловолокна, встроенные в пластиковую матрицу, значительно твёрже даже твердосплавных режущих инструментов. Постоянный контакт с такими волокнами быстро притупляет кромку, что приводит к потере точности и увеличению усилий резания.

2. Прерывистый процесс резания В отличие от однородных металлов, инструмент постоянно чередует резание мягкой пластиковой матрицы и твёрдых, хрупких стекловолокон. Такое переменное ударное воздействие вызывает микросколы на режущей кромке, ускоряя разрушение инструмента сверх обычного износа.

3. Концентрация тепла на режущей кромке Пластиковая матрица чувствительна к нагреву, тогда как стекловолокна являются отличными изоляторами. Это препятствует рассеиванию тепла через заготовку и концентрирует его на режущей кромке. Повышенная температура может размягчить связку инструмента, делая твердосплавные зёрна более уязвимыми к выкрашиванию.

Стратегии выбора инструмента для уменьшения износа

• Материал инструмента: стандартные инструменты из быстрорежущей стали (HSS) выходят из строя очень быстро. Мы используем исключительно износостойкие твердосплавные инструменты или ещё более передовые инструменты с напайками из поликристаллического алмаза (PCD) для серийных операций, так как PCD обеспечивает наивысшую устойчивость к абразивному износу.

• Геометрия инструмента: инструменты имеют специальную геометрию с большими положительными углами резания и полированными канавками, обеспечивающими чистое срезание материала — это особенно важно при обработке широкого спектра пластиков, обрабатываемых на ЧПУ.

• Покрытие: покрытия помогают снизить трение и температуру, но основную роль в сопротивлении износу играет материал основы, который должен обладать высокой абразивостойкостью для эффективной работы со стекловолокном.

Практические рекомендации

Для максимального увеличения срока службы инструмента при обработке пластиков, армированных стекловолокном, наиболее эффективным является сочетание правильного выбора материала инструмента (твердосплав или PCD) и оптимизации параметров обработки. Повышенные подачи позволяют инструменту эффективно резать волокна, а не тереться о них, однако необходимо соблюдать баланс, чтобы избежать расслоения материала. В рамках наших услуг прототипирования и мелкосерийного производства мы применяем строгий контроль срока службы инструмента и плановую замену режущего оборудования как стандартную процедуру для обеспечения стабильного качества деталей при обработке подобных сложных материалов.