碳纤维测试:加工碳纤维的五个技巧

碳纤维增强聚合物(CFRP)的使用在许多行业中不断增长。因此，有了更高的需求机械测试以及碳纤维复合材料的检测。

什么是碳纤维检测?

碳纤维检测是一套增强聚合物，更常用的说法是碳纤维。研究人员使用各种测试来表征碳纤维复合材料的性能。测试结果用于帮助制造商在选择和设计材料复合材料和生产工艺的安全性和完整性的决策。

为了达到精确和可重复的结果，需要精密加工的试样。由于材料的性质，与加工传统材料如金属相比，使用复合材料加工碳纤维测试给机械车间带来了新的挑战。

射流

水射流切割是一种快速有效的碳纤维复合材料切割方法。水射流切割的一个优点是不需要特殊的工具。最好先钻一个起始孔;否则，水射流会引起分层。当要求有紧密的公差时，最好的办法是用水射流将尺寸过大的零件加工成最终尺寸。

铣

碳纤维复合材料的加工一般用路由器完成;然而，可以使用标准的金属加工方法。加工碳纤维复合材料需要比金属更高的主轴转速，但进给率较低。在加工时，需要调整进给速度以使零件的热量降到最低。碳纤维导热系数低，由于加工时没有芯片帮助散热，所以大部分热量都留在零件内。切割产生的热量会对树脂造成损伤。由于在加工碳纤维复合材料时可能不允许使用冷却剂，因此在加工时必须使用刀具路径和刀具来控制零件的热量。此外，纤维的断裂对刀具产生了相当大的磨损，因此在加工碳纤维复合材料时需要特殊的工具(见下文)。

工具

碳纤维是磨料，会很快磨损工具。当工具失去锋利性时，它会抓住纤维并将它们从零件上拉下来，而不是切割它们。为了避免这种情况，必须在加工过程中监控刀具寿命，因为切削质量会迅速下降。最好的方法是监控刀具的加工时间，并在刀具变钝前进行更改。

有几种类型和形状的刀具用于不同的应用，但它们通常由两种材料制成:硬质合金和聚晶金刚石(PCD)。硬质合金具有良好的耐磨性，但更适用于较小的作业。PCD刀具提供更好的耐磨性，是一些复合材料机械车间的刀具选择。然而，与硬质合金相比，PCD刀具的成本要高得多。

金刚石涂层砂轮也是全面复合机械车间的主要产品。它们允许精确的尺寸控制，合理的工具寿命-费用比，和有效的热管理。

钻井

钻削是碳纤维复合材料的一种有问题的加工方法。复合材料是由多层材料构成的，在加工过程中很容易分裂或分层。钻孔速度必须根据孔的大小和深度进行调整。专为碳纤维设计的特殊钻头有助于消除钻井过程中的分层现象。

灰尘

加工碳纤维复合材料时产生的粉尘具有导电性，可迁移到电子产品中使其缩短。因此，在加工时必须经常抽真空，以避免对机器造成损坏。灰尘也会刺激皮肤(类似于使用玻璃纤维)。加工碳纤维布时最好戴手套和防尘面罩。

回顾

虽然听起来很复杂，但加工碳纤维复合材料并不像第一印象那样困难。一旦你了解了基础知识，碳纤维复合材料就可以加工到材料测试所需的紧密公差而没有问题。

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