Usinagem de plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP) e fibra de vidro (GFRP) com ferramentas revestidas de diamante CVD.
1. Principais defeitos de usinagem de materiais compósitos
Polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRP) e plásticos reforçados com fibra de vidro (GFRP) são materiais leves essenciais para as indústrias aeroespacial, de energia eólica e automotiva. A estrutura bifásica de fibra e resina apresenta desafios complexos de usinagem:
- Fibras de vidro/carbono afiadas e duras arredondam rapidamente as arestas de corte de carboneto, causando delaminação, desfiamento das fibras, rebarbas e divisão das camadas;
- A matriz de resina derrete acima de 200°C, e os danos térmicos reduzem a resistência à fadiga estrutural das peças compósitas;
- A perfuração e o corte das bordas podem facilmente causar lascamento na entrada e delaminação na saída, resultando em altas taxas de refugo sob os rigorosos padrões de inspeção aeroespacial.
2. Soluções Essenciais Oferecidas pelo Revestimento de Diamante
- Excelente resistência à abrasão preserva arestas de corte afiadas: Resiste ao desgaste contínuo por fibras de vidro/carbono, prolonga a vida útil da ferramenta de 12 a 30 vezes em comparação com o carboneto, reduz drasticamente a delaminação e o arrancamento de fibras;
- A alta condutividade térmica mantém a temperatura de corte baixa: evita a carbonização da resina e danos estruturais entre as camadas;
- O corte limpo de baixo atrito separa as fibras de forma limpa, sem puxá-las, deixando as superfícies de corte e os orifícios lisos, além de eliminar etapas secundárias de polimento;
- Um revestimento uniforme de diamante cobre fresas combinadas complexas para perfuração e fresagem, adequadas para fresagem, perfuração, corte de bordas e ranhuramento.
3. Seleção de ferramentas com base no material
- CFRP (compósito de fibra de carbono): cortadores revestidos com diamante nanocristalino com bordas finas e afiadas para minimizar o rasgo das fibras;
- Painéis de fibra de vidro GFRP: Revestimento espesso de diamante micronizado para maior resistência à abrasão contra fibras de vidro;
- Perfuração composta: Brocas escalonadas diamantadas com ângulo de ponta duplo para suprimir a delaminação na entrada e na saída.
4. Parâmetros de corte recomendados
Velocidade de corte Vc: 300~700 m/min; Avanço por dente fz: 0,05~0,2 mm/z; Corte a seco ou com lubrificação mínima (MQL). É necessário um dispositivo de fixação rígido para evitar a delaminação induzida por vibração.
5. Principais Indústrias de Aplicação
Fuselagem aeroespacial, pás de turbinas eólicas, carcaças de fibra de carbono para veículos de nova energia, componentes compósitos para uso marítimo, invólucros para drones.
6. Restrições de segurança
Nunca utilize metais ferrosos em máquinas. A poeira composta gerada durante a usinagem é irritante; é imprescindível o uso de sistemas de extração de poeira e equipamentos de proteção individual durante toda a operação.
