Волокнисто-металлические слоистые ламинаты GLARE сочетают листы алюминия 2024-T3 и стеклопластик на эпоксидной матрице. Материал применяется для обшивки фюзеляжа лайнеров Airbus A380 благодаря усталостной прочности и огнестойкости. Однако скоростное фрезерование разнородных слоев сопровождается опасностью расслоения кромок заготовки. Возникают заусенцы на металле и износ фрез. Требуется специальный компрессионный инструмент и точный расчет подачи.

Структура волокнисто-металлических ламинатов FML

Материал GLARE состоит из тонких листов алюминия и препрегов стекловолокна высокой прочности. Слоистая структура обладает анизотропией свойств и контрастом теплофизических параметров между металлом и полимером. Зуб фрезы поочередно проходит пластичный алюминий и твердое стекловолокно. Создаются знакопеременные нагрузки на кромку инструмента. Это провоцирует вибрации при неверном выборе траектории.

Расчет эквивалентного модуля упругости слоистого пакета GLARE выполняется по правилу смесей:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
E_glare_eff = V_alum * E_alum + V_glass * E_glass_fiber + V_epoxy * E_epoxy

где параметры V_alum, V_glass и V_epoxy обозначают объемные доли компонентов, величины E_alum, E_glass_fiber и E_epoxy выражают соответствующие модули упругости материалов.

Специфика резания алюминия и стекловолокна

Обработка алюминия требует острой геометрии для предотвращения налипания металла и образования заусенцев. Резка стекловолокна требует высокой твердости инструмента и фасок усиления. Неправильный инструмент вызывает отгиб кромок алюминиевых листов и разрушение клеевого шва. Применение компрессионных фрез с разнонаправленной спиралью решает эту сложную задачу. Слои надежно сжимаются в процессе резания.

Фрезерование панелей GLARE требует применения компрессионных фрез с разнонаправленной винтовой нарезкой зубьев, создающих встречные осевые силы сжатия кромок.

Преимущества оптимизированной технологии фрезерования ламинатов GLARE включают следующие параметры:

  • Полное отсутствие заусенцев на наружных и внутренних алюминиевых слоях обшивки.
  • Исключение расслоения и вспучивания кромок композита по периметру фрезерования.
  • Сохранение целостности полимерной эпоксидной матрицы без термической деструкции.
  • Высокая скорость подачи инструмента при раскрое крупногабаритных авиационных панелей.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Компрессионные фрезы с алмазным покрытием

Для раскроя пакетов GLARE применяют монолитные фрезы компрессионного типа. Нижняя часть зубьев имеет правую спираль, а верхняя левую спираль. Режущие кромки направляют силы внутрь заготовки, сжимая слоистый пакет. Это исключает расслоение кромок. Нанесение алмазного покрытия CVD толщиной десять микрометров защищает режущий клин от износа абразивным стекловолокном.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  1. Фиксация слоистой панели на вакуумном столе с защитной жертвенной полимерной подложкой.
  2. Установка компрессионной твердосплавной фрезы с алмазным покрытием в термозажимную оправку.
  3. Задание скорости резания в диапазоне 250-350 м/мин с подачей охлажденного сжатого воздуха.
  4. Выполнение чистового раскроя контура за один непрерывный осевой проход инструмента.
Марка ламината GLAREТолщина алюминиевых листов, ммОриентация слоев стекловолокнаСкорость резания Vc, м/мин
GLARE 1 (монолитная)0.3 - 0.4Однонаправленная 0 град220 - 300
GLARE 2 (стандартная)0.3 - 0.5Перекрестная 0/90 град250 - 350
GLARE 3 (усталостная)0.4 - 0.5Квазиизотропная 0/90/+/-45 град280 - 380

Оптимизация параметров резания и термоконтроль

Температура деструкции эпоксидной матрицы составляет сто сорок градусов Цельсия. Превышение порога приводит к размягчению связующего и потере прочности панели. Обработку выполняют с умеренной скоростью и подачей на зуб до 0.10 мм для выноса тепла со стружкой. Зона резания непрерывно обдувается охлажденным сжатым воздухом через трубки Ранка-Хилша.

Применение сухого воздушного охлаждения исключает набухание полимерных слоев от влаги СОЖ.

Контроль кромок на отсутствие расслоений

Выходной контроль деталей включает стопроцентный ультразвуковой контроль кромок фазированными решетками. Измерительная система выявляет скрытые микрорасслоения клеевого шва размером от полумиллиметра. Качественно обработанные кромки авиационных панелей гарантируют надежную эксплуатацию планера самолета на протяжении десятков тысяч часов налета в небе.

Высокое качество кромки предотвращает усталостное растрескивание обшивки фюзеляжа в полете. Чистовой рез алмазным инструментом гарантирует надежность ответственных авиаконструкций.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →