Pravá rezná hrana pre správny materiál SpringerLink

Keď sa dnes hovorí o ľahkej konštrukcii, obvykle to znamená ľahká konštrukcia z viacerých materiálov v leteckom a automobilovom priemysle. Kombinácia rôznych materiálov pomáha implementovať výnimočné vlastnosti komponentov, ktoré jeden materiál sám nemôže dosiahnuť. Typickými cieľovými hodnotami sú zníženie hmotnosti a zvýšenie tuhosti, bezpečnosti a ochrany proti korózii.

správny

Okrem pozitívnych vlastností komponentov znamená ľahká konštrukcia z viacerých materiálov aj riešenie určitých problémov, ktoré vznikajú z kompozitného materiálu. Príkladom toho je rozdielna tepelná rozťažnosť materiálov alebo typ pôsobenia sily. Okrem týchto výziev v oblasti dizajnu kladie spracovanie rôznych materiálov vysoké nároky aj na súvisiacu výrobnú technológiu. Príkladom toho je obrábanie kompozitných materiálov.

Najmä pri vŕtaní musí nástroj so špecifickými vlastnosťami vytvoriť otvor, ktorý v najťažšom prípade prenikne cez celú hromadu komponentov (nazývaných hromady v konštrukcii lietadiel) vyrobených z rôznych materiálov. V konštrukcii lietadiel je to pri vŕtaní otvorov na nastavenie nitov tisíckrát potrebné. Materiálové kompozity vyrobené z CFRP, hliníka a titánu sú obávanou kombináciou.

Dnes sa v procese obrábania, ktorý je časovo a nákladovo optimalizovaný, vyrábajú pre každý z týchto materiálov špeciálne nástroje, ktoré poskytujú optimálne výsledky. Riešia sa špeciálne výzvy každého materiálu; Napríklad hliník má tendenciu vytvárať nahromadené hrany na nástrojoch, CFRP je naopak vysoko abrazívny a veľké opotrebenie vedie k rozstrapkaniu a delaminácii komponentu. Na druhej strane titán generuje v procese obrábania veľa tepla a vykazuje tak vysoké opotrebenie nástroja. Vŕtací nástroj, ktorý musí vytvoriť otvor cez všetky tri materiály, je preto optimálnym kompromisom medzi rôznymi požiadavkami.

Pokiaľ ide o uhly reznej hrany, povlak a parametre procesu, je pokus o vytvorenie vhodného riešenia - čo je samozrejme horšie ako riešenie pre konkrétny materiál. V posledných rokoch došlo k mnohým inováciám, pokiaľ ide o proces vŕtania (jednorazové), povrchovú úpravu alebo špičkové prevedenie. Nové riešenie predstavuje táto edícia ľahkého dizajnu. Vedci z Fraunhofer IPA, inšpirovaní mottom ľahkej konštrukcie „správny materiál na správnom mieste“, vyvinuli vrtný nástroj, ktorý zodpovedá heslu „správna rezná hrana pre správny materiál“. Nechajte sa inšpirovať aj vy, aby ste odľahčili ľahkú konštrukciu pomocou dobrej výrobnej technológie.

Informácie o autorovi

Pridruženia

Vedúci oddelenia ľahkých technológií, Fraunhoferov inštitút pre výrobné inžinierstvo a automatizáciu IPA, Nemecko

Môžete tiež vyhľadať tohto autora v službe PubMed Google Scholar