Tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami szklanymi i węglowymi

Tworzywa wzmacniane włóknem szklanym i węglowym - zastosowanie

Tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem szklanym i węglowym są półproduktami i są przetwarzane przy użyciu różnych metod produkcyjnych, takich jak natryskiwanie włókien, układanie ręczne lub tak zwany proces wtrysku żywicy (RTM - resin transfer molding). Zastosowane żywice chronią włókna przed wpływem czynników zewnętrznych i zachowują kształt części lub komponentu. W przeciwieństwie do metali, które praktycznie nie wymagają obróbki mechanicznej po procesach takich jak głębokie tłoczenie, zarówno włókna szklane i włókna węglowe wymagają intensywnej obróbki końcowej.

W odniesieniu do wydajności można powiedzieć - aczkolwiek w sposób bardzo uogólniony - że tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami szklanymi i węglowymi są mniej kosztowne w przypadku produkcji małoseryjnej lub jednorazowej, podczas gdy produkcja seryjna jest bardziej opłacalna w przypadku elementów wykonanych z metali.

Obróbka skrawaniem tworzyw wzmacnianych włóknami szklanymi i węglowymi

Tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami stanowią wyzwanie. Powodem tego jest niejednorodność materiału i znaczne różnice we właściwościach włókien. Ponadto włókna węglowe i szklane bardzo wycierają narzędzia - wysokie zużycie narzędzia jest zaprogramowane. Jako polimery, oba materiały mają słabe przewodnictwo cieplne. Dlatego należy zwrócić uwagę na odprowadzanie ciepła, a w najlepszym przypadku na chłodzenie podczas obróbki. Tylko w ten sposób można uniknąć negatywnych skutków, takich jak rozszerzalność cieplna lub duży nacisk wióra.

Szczególne zagrożenia powstają przy obróbce tworzyw z włóknami węglowymi i szklanymi - zwłaszcza, gdy prace wykonywane są ręcznie i nie są obudowane maszynami - ze względu na pyły cząstek stałych, które powstają podczas cięcia i szlifowania polimerów. Pyły te nie tylko zwiększają ryzyko wybuchu i pożaru. Należy również za wszelką cenę unikać wdychania, stosując środki ochrony osobistej i odpowiednie maski ustno-nosowe. Dobre wyposażenie ochronne zapobiega również narażeniu skóry w obszarach skażonych tymi włóknami.

Cięcie tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym i węglowym

Jeżeli chcesz przecinać tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami, w pierwszej kolejności odlaminuj powierzchnię cięcia, uwzględniając ewentualne odchylenia materiału. Upewnij się, że zapewnione jest wystarczające chłodzenie. Którego narzędzia użyjesz, zależy od pożądanego rezultatu: Jeśli chcesz odciąć kawałek materiału, wystarczy piła. Do obróbki konturowej potrzebne są specjalne narzędzia, najczęściej diamentowe.

Oba polimery mają tendencję do strzępienia się - należy więc starannie dobierać narzędzia i w razie potrzeby skonsultować się z ekspertami.

Obróbka tworzyw sztucznych wzmacnianych wzmacnianych włóknem szklanym i węglowym

Elementy z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami, są zazwyczaj wykonywane w sposób zbliżony do ich ostatecznego kształtu. W przypadku procesów obróbki, w których powstają wióry, jak np. szlifowanie, ilość wiórów jest zwykle niewielka. W większości przypadków tworzywa te są jedynie gratowane, frezowane bocznie, wiercone lub wycinane. Jeśli chodzi o prędkość skrawania to:

• włókna źle znoszą zbyt duży nacisk, ponieważ polimery mogą się topić. Podczas obróbki - czy to gratowania, szlifowania czy wstępnego czyszczenia zgrubnego - należy utrzymywać niskie prędkości obrotowe i średni docisk. Przed rozpoczęciem pracy należy dokładnie sprawdzić, jakie rodzaje tworzyw sztucznych są stosowane. Termoplasty reagują inaczej niż duroplasty. W obu przypadkach tworzywo sztuczne wzmocnione włóknami są bardzo agresywne - typowe jest szybkie zużycie narzędzi.
  
• Należy zwracać uwagę na stosowanie narzędzi wysokiej jakości, a w miarę możliwości używać narzędzi diamentowych (ze spoiwem galwanicznym lub polikrystalicznych diamentów). Ich duże rowki ułatwiają obróbkę polimerów wzmacnianych włóknem, podobnie jak frezy o specjalnej geometrii ostrzy.
  
• Warto przyjrzeć się narzędziom do obróbki aluminium. Podobnie jak aluminium, tworzywa sztuczne mają skłonność do rozmazywania się. Dlatego do czystej obróbki kompozytów dobrze nadają się narzędzia do szlifowania z otwartymi porami, narzędzia z powłokami ściernymi oraz szybkotnące ziarno SiC.
• Należy pamiętać o stosowaniu środków ochrony osobistej - cząsteczki polimerów stanowią zagrożenie dla zdrowia własnego i innych pracowników.

Spawanie tworzyw sztucznych

W przeciwieństwie do metali, tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami nie dają się łatwo spawać konwencjonalnymi metodami. Procesy laserowego łączenia kompozytów wzmacnianych włóknami są stopniowo wprowadzane na rynek, ale obecnie są wykorzystywane jedynie w badaniach. Łączenie na kształt lub pasowanie materiału jest dziś jednym z uznanych procesów przemysłowych. Materiały wzmocnione włóknami są z reguły łączone, nitowane lub skręcane.

Polerowanie tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym i węglowym

Polerowanie oznacza bardzo dokładny szlif i wymaga narzędzi i materiałów ściernych, które zamykają nawet najmniejsze pory na powierzchni tworzyw. W procesie tym część ścierniwa odparowuje, a reszta wypełnia pory i rowki w powierzchni tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem. Dalsze uszczelnienie można uzyskać za pomocą wosku.

Czyszczenie tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym i węglowym

W przypadku tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami nie zawsze łatwo jest określić granicę między środkami czyszczącymi, pielęgnującymi i polerującymi. Niektóre środki ścierają i w ten sposób usuwają brud, inne ścierają mniej i uszczelniają powierzchnię. W przypadku pielęgnacji worzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym i węglowym przejście od czyszczenia, poprzez polerowanie, aż do uszczelniania jest płynne. W zależności od elementu i włókna stosuje się różne narzędzia i materiały ścierne, które pracują z różnymi naciskami i prędkościami obrotowymi.

Masz więcej, konkretnych pytań dotyczących cięcia i szlifowania tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym i węglowym?

Nasi doradcy techniczni z przyjemnością udzielą Ci pomocy.

Kontakt do doradców technicznych