Mecanizado de plásticos reforzados con fibra CFRP y GFRP con herramientas recubiertas de diamante CVD.
1. Principales defectos de mecanizado de materiales compuestos
El polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) y el plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP) son materiales ligeros clave para las industrias aeroespacial, eólica y automotriz. La estructura de fibra y resina de doble fase plantea importantes desafíos de mecanizado:
- Las afiladas fibras duras de vidrio/carbono redondean rápidamente los filos de corte de carburo, provocando deslaminación, deshilachamiento de las fibras, rebabas y división de las capas;
- La matriz de resina se funde por encima de los 200 °C, y el daño térmico reduce la resistencia a la fatiga estructural de las piezas compuestas;
- La perforación y el recorte de bordes provocan fácilmente el desprendimiento de material en la entrada y la delaminación en la salida, lo que conlleva una alta tasa de desperdicio bajo las estrictas normas de inspección aeroespacial.
2. Soluciones esenciales aportadas por Diamond Coating
- Su excepcional resistencia a la abrasión preserva los filos de corte afilados: resiste el rectificado continuo de fibras de vidrio/carbono, prolonga la vida útil de la herramienta entre 12 y 30 veces en comparación con el carburo, y reduce drásticamente la delaminación y el desprendimiento de fibras;
- Su alta conductividad térmica mantiene una baja temperatura de corte: Previene la carbonización de la resina y los daños estructurales entre capas;
- El corte limpio de baja fricción corta las fibras limpiamente sin tirones, alisa las superficies de corte y los orificios, y elimina los pasos de pulido secundarios;
- El recubrimiento de diamante uniforme cubre las complejas fresas combinadas de taladrado y fresado, adecuadas para fresado, taladrado, recorte de bordes y ranurado.
3. Selección de herramientas en función del material
- Compuesto de fibra de carbono CFRP: Cortadores recubiertos de diamante nanocristalino con bordes finos y afilados para minimizar el desgarro de la fibra;
- Paneles de fibra de vidrio GFRP: Recubrimiento de diamante de micras gruesas para una mayor resistencia a la abrasión contra las fibras de vidrio;
- Perforación compuesta: Brocas escalonadas de doble punta con recubrimiento de diamante para suprimir la delaminación de entrada y salida.
4. Parámetros de corte recomendados
Velocidad de corte Vc: 300~700 m/min; Avance por diente fz: 0,05~0,2 mm/z; Corte en seco o lubricación con cantidad mínima (MQL). Se requiere un dispositivo de sujeción rígido para evitar la delaminación inducida por vibraciones.
5. Principales industrias de aplicación
Fuselaje aeroespacial, palas de turbinas eólicas, carcasas de fibra de carbono para vehículos eléctricos, componentes compuestos marinos, carcasas para vehículos aéreos no tripulados.
6. Restricciones de seguridad
Nunca mecanice metales ferrosos. El polvo resultante del mecanizado de materiales compuestos es irritante; se debe utilizar un sistema de extracción de polvo y equipo de protección durante toda la operación.
