F35复材蒙皮钻孔2——优化、定制复材钻孔-3
本文摘要（由ai生成）：
文本主要介绍了堆叠材料的一次性钻孔解决方案。尽管工具制造商对哪种涂层和几何形状最好存在分歧，但没有证据表明它们对单组分组件的高效钻孔至关重要。文本还提到了每种解决方案的差异，以及在航空航天领域中，堆叠但不同材料的钻孔的一个常见解决方案是为每个孔使用多个钻具。此外，文本还介绍了优化今天和明天的方法，如与机床制造商合作、提供预验证试验等。
堆叠的一次性解决方案
尽管工具制造商对哪种涂层和几何形状最好存在 分歧，但没有证据表明它们对单组分组件的高效钻孔 至关重要。“碳纤维增强塑料需要很高的切割速度和进 给率，” 哈丁解释道。“钛的情况正好相反，它对温度 非常敏感， 而且在加工过程中产生的热量会使其硬化。”
这种钻头尖端很小，直径逐渐增大，并涂有 CVD 金刚 石涂层，是专门为钻削 CFRP 而设计的。它是制造者。 AMAMCO 表示，CVD 涂层已经开始取代 PCD，因为 前者获得了与后者相同的使用寿命，但以更低的成本提 供了碳化物的几何灵活性。
因此，每种解决方案的差异再大不过了。 迪亚曼 提斯说： “碳纤维增强塑料需要一个长点和快速度，而钛需要一个短而短的点和慢速度，否则会烧坏钻 头。 ”
在航空航天领域，即使是全 CFRP 零件也可能不 是全 CFRP 。 哈丁指出， “ 通常，碳纤维增强塑料在表 面或表面附近有额外的铜网层用于雷击保护， 这对机 床来说可能是一个挑战。铜很软， 而碳纤维增强材料 需要更高的加工速度， 并且会磨损切削工具。这会弄 脏铜，从而使切削工具失效，并大大削弱有效加工碳 纤维增强金属的能力。 ”（在这里，旧的备用碳化物 就可以了。“ 我们仍然建议在某些区域使用， ”默森 说。“ 例如，有雷击保护，需要非常锋利的边缘，或 者整个零件磨损和脱落。 ”）
因此，毫不奇怪，对于堆叠但不同材料的钻孔， 一个常见的解决方案是为每个孔使用多个钻具。Merson 说：“如今， 三阶段钻井工艺仍然普遍使用， 需要进行预钻、钻孔和扩孔操作， 以达到所需的表面 和尺寸质量。 ”。
这让迪亚曼提斯很恼火，他认为复合材料制造商 应该与能够设计“ 一次性 ”钻孔解决方案的机床供应 商打交道。“ 我们为波音公司提供了很多不同的操作，所有这些操作都为一个孔提供一个钻具。我们只是看不到为每个孔使用两个和三个单独的钻具和/或操 作的效率。 ”他继续说道， “ 我们和客户的期望都是 一种能够解决所有材料的工具。 ”他承认， 这听起来 可能不可能，“但我们只是例行公事。 ”
AMAMCO 提供一次性钻孔解决方案，但更喜欢 CVD 而不是 PCD 。 迪亚曼提斯认为，“ 我看到很多商 店拒绝更换他们的 PCD 工具，尽管它们需要两次操。也就是说，直到他们尝试我们的 CVD 一次性工 具，并亲眼看到它比他们以前使用的两种 PCD 工具更 耐用。 ”
但默森认为，山特维克可乐满已经开发出了避免 这种情况的解决方案。“ 我们最新的一款使用了动力 进给机和螺旋槽钻头， 该钻头基于纹理 PCD 点，具有 针对钛/CFRP/铝堆叠材料优化的特定几何形状。 ”
关键是要逐层控制叠层加工。 哈丁解释道： “你 可以通过调整每种材料的切割参数来实现这 一点。”。 迪亚曼提斯说， 一种策略是一种名为微检查 的钻井技术。“在钻复合材料/钛堆叠时，你要避免的 是钛的长切屑在它们离开时在复合材料的内孔留下疤 痕。 ”钻头电机的设计目的是在撞击钛时减速，然后 施加力， 然后每秒缩回多次。这锤击钛片， 在切割时将其打碎。较小的碎片被带出钻头凹槽中的孔，因此 不会对复合材料造成疤痕。
优化今天和明天
与机床制造商合作可大幅降低成本、废品率和工 艺流程时间。 Cajero 的哈丁说： “ 最新的切割工具提供 了卓越的生产力，缩短了加工时间，降低了整体生产 成本。 ” 。“ 这种工具寿命的提高和其他生产力的提 高……使制造商能够在不必购买额外机器或建造更大 工厂的情况下做更多的事情。 ”
此外，今天的工具制造商服务可以扩展到工具和 流程的测试和验证。例如， Cajero 通过预先验证切割工 具和操作， 帮助公司消除新项目的不确定性。 哈丁说：“ 客户发送待加工材料的样品以及他们的规格。 ” 。“ 然后，我们对材料进行加工，并发回一份 关于推荐工具和选项的报告，以及一盘测试加工操作 的录像带， 价值超过千字。 ”
Cajero 还在自己的专用数控加工中心提供预验证试 验。哈丁解释道： “ 当大规模切割工具试验可能会使 原始设备制造商花费超过 10 万美元时，至关重要的是要确保他们的关键收入流得到维持，不要将产能转移 到干扰生产流的测试活动上。 ”
默森指出， “ 定制 ”趋势可能会导致刀具制造方 式的根本性变化。例如，机床制造商正在试验 3D 打 印，这是一种流行的增材制造形式她说，所有的刀具 制造商都对此感兴趣， 但她指出， “ 他们正在以不同 的方式处理这一问题。 ”
未来？ 哈丁将汽车视为自动复合材料加工的下 一 个前沿领域，也是一个具有挑战性的领域。“汽车行 业对复合材料和更低成本的自动化要求更高， 同时保 持可重复性。这里的机器人更为常见，但所用的树脂 与航空航天大不相同。我们一直是几款豪华和超级跑 车品牌的单一来源供应商，但这些都是小批量制造商。通用汽车、福特和大众想要的大不一样。我们必 须优化尺寸加工工具设计，以实现更大的体积和更自 动化的操作。”
与此同时， 钻具制造商的目标是通过应用他们不 断增长的知识，继续降低加工成本，从而提高客户的 底线。
