Kategorie
Aktualności

Jak obrabiać kompozyty z włókna węglowego?

Elementy kompozytowe z włókien węglowych charakteryzują się wyższą wytrzymałością i sztywnością w stosunku do tradycyjnych materiałów używanych przez konstruktorów, takich jak aluminium czy stal, przy dużo niższej wadze. Dlatego też, są one coraz częściej stosowane we współczesnych konstrukcjach. 

Co ciekawe, początkowo materiał ten wykorzystywany był sportach motorowych, lotnictwie, mechanice przemysłowej i innych branżach, gdzie bardzo istotnym kryterium jest stosunek masy do wytrzymałości. Technologia ta staje się coraz bardziej przystępna cenowo, dlatego kompozyty z włókna węglowego możemy zauważyć w produktach codziennego użytku.

Jak wykorzystać właściwości kompozytów z włókna węglowego podczas projektowania? 

W fazie projektowania włókna węglowe osiągają dużo lepsze parametry wytrzymałościowe w porównaniu do stali i aluminium, jednak są materiałami niejednorodnymi. Ich wytrzymałość możemy projektować odpowiednio układając maty węglowe w płytach  lub formach, tak aby uzyskać potrzebną wytrzymałość elementu, tam gdzie jest on najbardziej obciążony. Umiejętnie posługując się kompozytami z włókien węglowych, możemy uzyskać konstrukcje lekkie i bardzo wytrzymałe. 

Jakiej grubości płyty są najczęściej wykorzystywane? 

Obecnie dostępne są płyty kompozytowe o różnych sposobach ułożenia włókien. Płyty te występują w różnych grubościach, od 0,5 mm do 6 mm jako standard. Jednocześnie jest coraz więcej firm, które wykonują płyty na wymiar, jaki jest nam potrzebny nawet do kilkudziesięciu milimetrów. W płytach grubszych często stosuje się wkładki z balsy lub struktur przestrzennych np. plaster miodu, które mają na celu odelżenie materiału. 

O czym warto pamiętać podczas produkowania elementów z kompozytów z włókna węglowego

Elementy wycinane z płyt kompozytowych charakteryzują się bardzo prostą konstrukcją, zazwyczaj są to elementy wycinane w 2D. Oznacza to, że możemy je bardzo prosto zaprojektować i bardzo szybko wyprodukować. Elementy tego typu znajdują zastosowanie w wielu branżach np. lotnictwo typu UAV (ang. Unmanned Aerial Vehicle). Do połączenia elementów wycinanych z płyt węglowych najczęściej stosuje się pośredniczące elementy aluminiowe – łączymy je za pomocą śrub i gwintów. Kolejnym sposobem na łączenie tego typu części jest sklejanie za pomocą klejów CA lub żywic. Daje to bardzo dobre i szybkie połączenie. W przypadku łączenia za pomocą żywic uzyskujemy połączenia, które charakteryzują się dużą odpornością na udar. Pozwala to na stosowanie tego typu elementów tam, gdzie występują duże wibracje np. platformy dronowe. 

Proces wytwarzania elementów z kompozytowych płyt węglowych jest dużo mniej skomplikowany w porównaniu z obróbką aluminium. Elementy są gotowe zaraz po zdjęciu ich z maszyny, wystarczy je tylko oczyścić. Podczas procesu cięcia płyt kompozytowych nie jest wymagane chłodzenie. Płyty kompozytowe możemy ciąć na przelot lub na zadaną głębokość, możemy też wykonywać grawerowane napisy. 

Po wycięciu elementów z kompozytowych płyt węglowych otrzymujemy ostrą krawędź, którą wystarczy delikatnie wygładzić. Krawędzie te można też złagodzić w procesie wibrogradowania, należy jednak odpowiednio dobrać czas procesu. Zbyt długie wibrogradowanie może doprowadzić do uszkodzenia żywicy epoksydowej na powierzchni węgla. 

Do gamy produktów kompozytowych z włókien węglowych należą też rurki węglowe i profile o różnych kształtach. Są one łatwo dostępne i bardzo proste w obróbce. Dodatkowo, do wszystkich typów rurek i kształtowników możemy dokupić elementy montażowe powszechnie zwane boom blokami.