Hur man skär kolfiber

Kolfiber är mycket uppskattat för sin lätta vikt och höga hållbarhet, vilket ger det en nyckelposition inom fordons-, flyg- och sportutrustning. Trots detta kan kolfiberskärning vara problematisk; rätt verktyg och särskilda metoder måste användas. Här får du lära dig hur du skär kolfiber för maximal säkerhet och prestanda.

Innehållsförteckning

Egenskaper hos kolfibermaterial.

Skärning av kolfiberplåt
Skärning av kolfiberplåt

Kolfiber är ett lätt och starkt material tack vare de bräckliga och starka kolfibersträngarna. Dessa strängar tvinnas ihop och bildar ett garn. Fibern väver i sin tur in olika stilar och modemönster. Detta material är känt för sin styrka och sin lätta vikt. Dess enastående egenskaper, bland andra, gör det tillämpligt inom de flesta områden. De involverar flyg- och rymdindustrin, bilar och sportutrustning. Fiberns kolbas är den primära källan till dess unika egenskaper. Denna bas har en hög styvhetsnivå och drag kan bära stress. Detta solida material är också överlägset det lättaste slaget. Detta paket av egenskaper gör det till en av de mest använda enheterna inom fysiken.

Utmaningar vid skärning av kolfiber

Att skära kolfiber innebär en del unika utmaningar som kräver noggrann uppmärksamhet på detaljer:

  • Delaminering: Vid skärning av kolfiberkompositer gör den skiktade strukturen att de är benägna att delamineras. Om skikten separeras kan det äventyra materialets integritet och styrka. Det är därför viktigt att använda vassa, lämpliga verktyg och optimera skärparametrar som hastighet och matningshastighet för att minska delamineringen.
  • Abrasivt slitage: Kolfiber är otroligt abrasivt, vilket leder till snabbt verktygsslitage under skärprocessen. Detta slitage påverkar skärprecisionen och höjer driftskostnaderna på grund av frekventa verktygsbyten. Genom att använda verktyg som är speciellt utformade för kolfiberbearbetning, t.ex. diamantbelagda eller solida hårdmetallverktyg, kan man dock minska detta problem.
  • Frätning av fiber: Vid kolfiberskärningar kan kanterna på båda sidor bli fransiga, vilket ger en grov yta som kräver ytterligare efterbearbetning, t.ex. slipning eller tätning. Vassa instrument och bra skärmetoder som minimerar rivning är avgörande för att minska frasningen.
  • Dammgenerering: När kolfiber skärs i mindre delar bildas damm i form av fina partiklar som utgör en hälsorisk om de andas in. Det lägger sig också på maskiner och kan orsaka skador eller fel. Ett effektivt dammutsugningssystem och personlig skyddsutrustning (PPE) inklusive masker och skyddsglasögon måste användas för att garantera säkerheten på arbetsplatsen.
  • Termisk skada: Vissa typer av skärning, t.ex. laserskärning, alstrar värme som kan orsaka termiska skador på kolfibermaterialet och därmed förändra dess egenskaper och eventuellt försvaga det nära skärkanterna. Värmeavledningstekniker bör användas eller alternativt andra metoder som genererar minimal värme vid skärning för att undvika att termiska skador uppstår.
  • Utmaningar med verktyg: Vid skärning i kolfiber måste man ofta använda specialverktyg, vilket gör bearbetningsprocessen mer komplex och dyrare. Man måste därför välja lämpliga verktyg noggrant och underhålla dem regelbundet för att uppnå högkvalitativa skärningar med verktyg som håller längre.

Förberedelser för skärning av kolfiber

Skärning av kolfiber för hand
Skärning av kolfiber för hand

Det är viktigt att läsa och följa säkerhetsriktlinjer och arbetsrutiner för att minska risken och få ett perfekt skärresultat Lämpliga förberedelser är av största vikt innan kolfiber skärs för säkerhet och en jämn yteffekt. undefined

  1. Välj lämpligt kolfiberark: Att känna till och positivt välja rätt typ av kolfiberark för din applikation, till exempel prepreg eller torkning av kolfiberark. En av de viktigaste sakerna att tänka på förutom typen av ark är typen av skärmetod och de verktyg som du kommer att använda.
  2. Inspektera materialet: Innan du skär, se till att inspektera kolfiberarket för att se om det finns några potentiella skador eller problem så att du får en högkvalitativ skärning. De skadade materialen kan leda till att man skär ut de förvrängda skärningarna eller till och med förbättrar säkerheten under skärprocessen.
  3. Säkra kolfibern: Spänn fast kolfibern med klämmorna eller ett skruvstäd på arbetsbänken på ett sådant sätt att den inte rör sig när den skärs. Genom att använda band och hänglås på instabila material kan man eliminera fel vid kapning eller undvika vissa faror.
  4. Markera skärlinjen: Använd tejp eller silvermarkör för att markera det område som du vill skära på fiberkompositen. Markeringarna ska tydligt ange skärlinjen så att skärningarna blir exakta.
  5. Använd skyddsutrustning: Skydda dina ögon och andningsorgan genom att använda en dammask och skyddsglasögon när du arbetar med kolfiberdamm som kan leda till ögonirritation och inandning. Använd långa handskar för att skydda händerna från skärsår. Använd alltid anvisad personlig skyddsutrustning vid kapning.

Metoderna för kolfiberskärning

Roterande skärverktyg

använda roterande verktyg för att skära kolfiberplåt

Rotationsverktyg har roterande spets och avser ett handhållet elverktyg som kan ha olika tillbehör för vissa uppgifter, t.ex. slipning, kapning, slipning och polering. Det finns t.ex. Dremels roterande verktyg och Proxxons roterande verktyg. Dessa verktyg är mångsidiga och kan användas på en mängd olika material, inklusive kolfiber.

Använda ett roterande verktyg för att skära kolfiber:

  • Välj rätt kapskiva: Använd därför diamant- eller volframkarbidskivor eftersom de effektivt kan skära kolfiber utan att lätt skadas.
  • Börja från toppen till botten: Skärhjulet på ditt roterande verktyg ska gå över kolfibern medan du långsamt gör snitt längs den markerade linjen.
  • Undvik överhettning: Om du märker att skärhjulet har överhettats ska du minska hastigheten så att du inte förstör kolfibern. Överhettning gör den ömtålig eller ändrar dess egenskaper.

Verktyg för sågklinga

Sågblad för kolfiberskärning är hårdmetallskärande verktyg som förhindrar flisning och igensättning. Diamantbelagda klingor ger t.ex. precision vid kapning av kompositmaterial.

  • Välj rätt sågklinga: Det är viktigt att välja rätt sågklinga. Välj en klinga med hårdmetallskärning. Det minskar kolfiberns fragmentering och igensättning under kapningen.
  • Position för sågning: Under kapningen ska du sätta fingret en halv centimeter in där du vill kapa. Det ska finnas extra utrymme för slipning och kantning senare.
  • Långsam sågning: Kapningen måste ske långsamt längs den markerade linjen. Det bästa sättet är att hålla en jämn takt så att snittet genom kolfibermaterialet blir mycket rent utan att orsaka skador.

Vattenskärning av kolfiber

Fördelar:

  • Ingen värmepåverkad zon: Processen som används vid vattenskärning är en kall process som inte orsakar några värmepåverkade zoner som kan göra att kolfiberns egenskaper förändras och därmed bibehålls.
  • Mycket exakt: Vattenskärning kan ge extremt exakta skärningar, vilket resulterar i fina kanter och kan användas för att forma komplicerade former.
  • Den är mångsidig: Vattenstrålen kan skära genom olika tjocklekar av kolfibermaterial och kan användas på många olika sätt.

Nackdelar:

  • Långsammare hastighet: Denna teknik skär långsammare än andra metoder med konsekvenser för ökade produktionskostnader.
  • Vatten och nötning: Mycket vatten och slipande material är nödvändiga för vattenskärning, vilket ökar driftskostnaderna.

Försiktighetsåtgärder vid drift:

  • Genom att hålla ett lämpligt avstånd mellan munstyckshuvudet och arbetsstyckets yta garanteras korrekta snitt.
  • Vid användning av slipmedel eller vid användning av justerbart vattentryck baserat på materialets storlek och hårdhet tillverkat av kolfiber.
  • Kontrollera regelbundet alla delar av en maskin som används för att göra smala snitt över metallplåtar så att den fortsätter att fungera bra,
  • Tänk på säkerheten när du utför denna aktivitet eftersom högtrycksströmmen kan leda till allvarliga skador.

CNC-maskin för skärning av kolfiber

Fördelar:

  • CNC-maskiner har kapacitet att styra skärbanan exakt, och detta garanterar att kolfiberdelarna är mått- och formmässigt exakta.
  • Snabb skärhastighet: Jämfört med manuell skärning kan CNC-maskiner slutföra skäruppgifter snabbt och därmed förbättra produktionseffektiviteten.
  • Hög automatiseringsgrad: Skärprocessen kan automatiseras på en CNC-maskin så att den kräver mindre arbetskraft när det gäller drift och arbetsintensitet.

Nackdelar:

  • Hög utrustningskostnad: Anskaffnings- och underhållskostnaderna för CNC-maskiner är relativt sett högre.
  • De tekniska kraven är höga: Att använda CNC-maskiner kräver specifika färdigheter och utbildning.
  • Materialavfall: Under kapningsprocessen kan det uppstå en del materialspill som en följd av denna process.

Försiktighetsåtgärder vid drift:

  • Matningshastighet: Den bör ligga mellan 2000-3000 mm/min eller beroende på materialtjocklek och därefter ska skärdjupet justeras.
  • Spindelhastighet: En hastighetsgräns inom 18000-24000 rpm rekommenderas. Detta bidrar till att minimera delaminering samt skärskador som orsakas av höga spindelhastigheter.
  • Se till att det finns vassa skärverktyg. Byt ut eller slipa knivarna med jämna mellanrum för att bibehålla deras effektivitet.
  • Använd lämpliga kylsmörjsystem för att undvika överhettning och minska verktygsslitaget.
  • Det är nödvändigt att hålla arbetsstycket stabilt. Använd lämpliga klämmor för att hålla ner kolfibermaterial under bearbetning, vilket förhindrar dess rörelse och vibration under bearbetningen.

Laserskärning av kolfiber

Fördelar:

  • Hög precision: Laserskärningen kan göra individuella skärningar som är mycket exakta, vilket är lämpligt för invecklade mönster och fina linjer.
  • Beröringsfri skärning: Detta är den beröringsfria tekniken för laserskärning som minskar spänningarna på kolfiberplåtar.
  • Snabb och effektiv: Förutom att det är en snabb process förbättrar det produktionseffektiviteten.

Nackdelar:

  • Värmepåverkad zon: Det kan förekomma viss förkolning eller termisk skada vid kolfiberns kanter på grund av en värmepåverkad zon som orsakas av laserskärning.
  • Begränsad materialtjocklek: Kan inte hantera tjockare ark av kolfibermaterial med laserskärning.
  • Säkerhetsrisker: Vid laserskärning bör särskild uppmärksamhet ägnas åt säkerheten mot rök och laserstrålning.

De operativa förslagen för laserskärning av kolfiber

  • Välj lämplig lasertyp: För CO2-lasrar eller fiberlasrar rekommenderas i allmänhet som lämpliga för skärning av kolfiber, främst eftersom de har tillräcklig effekt respektive ger noggrann kontroll.
  • Justera laserparametrarna: Beroende på kolfiberns tjocklek och önskad skärkvalitet, ändra följande i lasermaskinens programvara – effekt, hastighet, fokallängd etc.
  • Använd hjälpgas: Använd hjälpgas som t.ex. kväve eller andra inerta gaser för att minska den värmepåverkade zonen (HAZ) och förhindra att materialet brinner upp.
  • Minimera den värmepåverkade zonen: För att bibehålla optimal prestanda och integritet hos kolfibern är det nödvändigt att optimera både laserparametrarna och skärbanorna och samtidigt hålla den värmepåverkade zonen på miniminivåer under bearbetningsstegen vid tillverkning med laser.

Säkerhetsåtgärder vid skärning av kolfiber

Arbeta i en ventilerad miljö

För att arbeta bra när du skär kolfiber, se till att du gör det på en plats med god ventilation. En sådan praxis kommer att bidra till att minska riskerna för att andas in kolfiberdamm som är farligt.

Använd dammfri utrustning:

En del av den utrustning som ska användas i denna process inkluderar dammsugare för att fånga upp de låga partiklarna och därmed göra kolfiberskärningen mer effektiv. Denna åtgärd hjälper till att upprätthålla renheten i ditt arbetsområde och minskar exponeringen för fina partiklar.

Skydda din hud och dina ögon

Använd skyddskläder och skyddsglasögon för att skydda din hud från att repas av vassa kanter när du skär genom kolfiber. Anledningen är att de förhindrar att olyckor eller skador inträffar och därmed gör arbetsplatsen säkrare.

ChansMachining

CNC-bearbetning på begäran av prototyper och delar med anpassade ytbehandlingar och tillverkning av små volymer.

Dela den här artikeln med dina vänner.

Få hjälp eller offert nu

Lägg till din rubriktext här