Řezání uhlíkových vláken vodním paprskem
Co je to vodní paprsek?
Vodní paprsek používá čerpadlo k vytvoření vysokotlakého (až 90,{1}} psi) proudu vody, který dokáže proříznout cokoli od pěny až po ocelový plech 8 plus“. Při řezání kovu nebo uhlíkových vláken se může použít abrazivní materiál , jako je granát, se používá k usnadnění procesu řezání. (Viz odkazy "Zdroj" ve spodní části příspěvku, kde najdete další informace o tom, jak vodní paprsek funguje.)
Nyní se podívejme, proč je vodní paprsek tak dobrým nástrojem pro řezání uhlíkových vláken.
Tloušťka dílu
Obrovskou výhodou vodního paprsku je, že dokáže relativně snadno řezat velmi silné uhlíkové panely. U frézky vyžadují tlusté díly více průchodů, což vyžaduje čas a způsobuje větší opotřebení bitu. Také se musíte starat o odstraňování třísek a prachu z hlubokých slotů. Navíc se správným vyladěním můžete snadno řezat malé prvky, které by na frézce kvůli hloubce nebyly možné.
Silné uhlíkové vlákno řezané vodním paprskem
Rychlost
Rychlost řezání vodním paprskem, zejména u malých objektů, je mnohem rychlejší než při použití routeru. U frézky závisí hloubka řezu a rychlost posuvu na velikosti vaší frézy a tloušťce dílu. Menší bity a tlustší díly vyžadují více průchodů, zatímco vodní paprsek může řezat stejnou součást v jednom průchodu a obvykle s vyšší rychlostí posuvu.
Prevence prachu
Další velkou výhodou použití vodního paprsku je zadržování prachu. Jedním z hlavních problémů při práci s uhlíkovými vlákny je prach. Prach z uhlíkových vláken si může najít cestu do vnitřních částí vašich strojů a způsobit, že se součásti brousí nebo opotřebovávají rychleji, než by tomu bylo normálně. Je také dráždivý při vdechování nebo může způsobit svědění, pokud se dostane na kůži. S vodním paprskem se všechen uhlíkový prach dostane do vodní nádrže, kde je snazší manipulovat a správně zlikvidovat. Nejsou potřeba žádné drahé systémy pro odsávání prachu.
Přiléhavé střihové vzory
Průměr paprsku vodního paprsku lze vyladit na zhruba 0,025 palce, což umožní řezat návrhy s velmi malými otvory nebo vnitřními prvky. Tento průměr nástroje lze také použít k řezání víly blízko vnitřní čtvercové geometrie.
Nevýhody
I když existuje mnoho výhod použití vodního paprsku pro řezání uhlíkových vláken, existují také některé nevýhody. Těmto oblastem se bude věnovat několik následujících částí.
Okrajová úprava
Protože vodní paprsek používá k proříznutí silných uhlíkových vláken abrazivo, může mít hrana mírně drsný povrch. To lze ovládat velikostí ok granátu (čím jemnější brusivo, tím jemnější povrch) a rychlostí posuvu. Zatímco u některých dílů je tato povrchová úprava přijatelná, jiné části bude nutné brousit, aby byl povrch hladší. Čas strávený čištěním okraje může vyvážit některé výhody získané řezáním dílů vodním paprskem. Při obrábění velkého objemu dílů je třeba zvážit rovnováhu mezi rychlostí řezání a složitostí součásti.
Blowback
Další oblastí zájmu při řezání uhlíkových vláken je zpětný ráz, který pochází z přejetí jedné z lamel. Nádrž vodním paprskem používá kovové lamely, které se klenou po šířce nádrže a poskytují plochu pro podporu vašeho pracovního materiálu. Když vysokotlaký paprsek prochází přes ocelovou lamelu, proud vody a abraziva může být vychýlen nahoru, což v podstatě otryskává zadní stranu dílu. Typicky by to na kovové části nebylo patrné, ale mohlo by to zničit část povrchu karbonové části.
Naštěstí existují řešení, která tento problém řeší. Ve společnosti Elevated Materials řežeme naše díly na desce Rhino. Deska Rhino se skládá z HDPE „brček“, které umožňují proudění procházet skrz, aniž by foukalo zpět směrem k uhlíku. Jeho malá velikost buněk nám umožňuje řezat malé a složité díly bez obav, že spadnou do nádrže.
malé kousky uhlíkových vláken řezané pomocí rhinoboard
Pro velkoobjemové projekty relativně velkých rozměrů vytváříme přípravky, které vyčnívají ze dna nádrže a zajišťují, že proud bude řezat pouze přes vodu. Díly jsou pak drženy na místě pomocí přísavek. S těmito přípravky jsme vyřezali přes 1000 stejných dílů a nemuseli jsme měnit žádné hlavní komponenty.
Delaminace
Další výzvou řezání uhlíkových vláken vodním paprskem je prorážení otvorů. Vysokotlaký proud vody může sežrat pryskyřici mezi vrstvami uhlíkových vláken a způsobit oddělení nebo delaminaci, což oslabí součást.
delaminace uhlíkových vláken
Mnoho výrobců předvrtá otvory na jiném stroji a poté přivede díl na vodní paprsek k řezání. Nevýhodou této metody je samozřejmě riziko nesprávného vyrovnání dráhy řezu vodním paprskem s otvory, které předvrtáte.
Ve společnosti Elevated Materials jsme investovali mnoho svého času a zdrojů do zdokonalení naší metody propichování uhlíkových vláken, abychom zabránili delaminaci. Tato technika má co do činění se snížením tlaku trysky na přibližně 10 KSI (10,000 psi) a zajištěním, že granát
