對(duì)納米碳纖維復(fù)合材料鉆孔是一件具有技術(shù)性的工藝,因?yàn)楹芏喙に嚥痪募庸S商很容易使納米碳纖維材料出現(xiàn)分層的情況,當(dāng)出現(xiàn)這種情況的時(shí)候怎么辦呢?為大家講解一下納米碳纖維復(fù)合材料加工出現(xiàn)分層的原因。
由于鉆頭切入納米碳纖維復(fù)合材料時(shí),主切削刃首先使纖維剝開,然后把它切斷,這種剝離對(duì)孔的入口端最外層材料的影響。當(dāng)纖維被剝離開時(shí),鉆頭的切削刃必須同時(shí)切斷纖維,一旦無法全部切斷或者切削力超過基體樹脂的強(qiáng)度,就會(huì)產(chǎn)生開裂并沿著表面層纖維的方向蔓延,這是孔的入口處出現(xiàn)開裂的原因。
在鉆入過程中,鉆削軸向力施加在納米碳纖維材料表面,使得納米碳纖維復(fù)合材料各層沿厚度方向受到一定的拉力,從而在孔壁周圍材料層中產(chǎn)生層間應(yīng)力。如果層間應(yīng)力過大,就會(huì)出現(xiàn)分層。同時(shí)鉆削力是周期性變化的,軸向力也使得孔壁周圍材料承受交變應(yīng)力,增大分層的幾率。對(duì)于板材來說軸向力越大,層間拉伸應(yīng)力就越大,也出現(xiàn)分層。
在鉆出過程中,由于納米碳纖維板材料厚度越來越低,鉆孔處強(qiáng)度不斷下降。當(dāng)鉆頭橫刃觸碰到最外層纖維時(shí),等于是對(duì)最外層材料施加與其它纖維層分開的推力。但是橫刃有負(fù)前角因此不夠鋒利,因此孔出口端纖維層不是被切斷,而是在軸向力作用下向外退讓,如果不對(duì)最外層纖維層加以墊實(shí),那么最外層纖維很容易與基體撕開,造成出口劈裂。
從以上分析中得知,鉆削軸向力是影響納米碳纖維復(fù)合材料制孔質(zhì)量的重要因素,是引起分層缺陷和出口劈裂的主要原因。