Szénszállal erősített polimer kompozit (CFRP) forgácsolhatósági vizsgálata kompressziós szármaróval
Szénszállal erősített polimer kompozit (CFRP) forgácsolhatósági vizsgálata kompressziós szármaróval
Somoskői Balázs Márk BSc VII. évf.
e-mail: somibali@gmail.com
Konzulens: Geier Norbert, Gyártástudomány és –technológia Tanszék
e-mail: geier@manuf.bme.hu
A polimer kompozitok felhasználásának elterjedése és a nehéz megmunkálhatóságuk közvetlen előidézte az erre speciálisan kialakított szerszámok megjelenését. A kompressziós szerszámok olyan geometriával készülnek, hogy a létrejövő forgácsoló erők egymásnak préseljék a kompozit anyag laminált rétegeit, ezáltal csökkentve a delamináció (laminált rétegek szétválása) mértékét, illetve kiterjedését.
A kutatásom fő célja volt a CFRP forgácsolhatóságát jellemző geometriai- és folyamatparaméterek meghatározása a technológiai paraméterek (faktorok) függvényében, speciális él geometriájú (kompressziós) szármarókkal végzett marási kísérletek alapján.
A hazai és nemzetközi szakirodalom kutatás során tanulmányoztam a szénszállal erősített polimer kompozit anyagok (CFRPs) forgácsolhatóságát és a forgácsolhatósági vizsgálatokhoz gyakran alkalmazott válaszfelület (RSM) és varianciaanalízis (ANOVA) módszereket. A kísérleteket a Minitab szoftverrel terveztem és értékeltem ki.
A kísérleteket a Gyártástudomány és –technológia Tanszék Kondia B640 típusú maró központon végeztem el. A hőhatások elemzéséhez egy VarioCAM HDx kamera szolgáltatta az adatokat, amiket az Ibris 3 nevű szoftverrel rögzítettem és dolgoztam fel. A munkadarabra ható forgácsoló erőt egy KISTLER 9257BA típusú erőmérő cellával rögzítettem. A szerszámkopás mértékét optikai úton, egy Dino-lite AD7013MZT mikroszkóppal, és a megmunkált felület érdességét egy Mitutoyo típusú felület érdesség mérő műszerrel mértem.
A kutatómunkám eredményeképp két különböző fogosztású kompressziós forgácsoló szerszámra határoztam meg CFRP forgácsolhatóságát jellemző geometriai- és folyamatparaméterek változását, a technológiai paraméterek hatását. Eredményesen alkalmazható, ismert szignifikancia szinten reprodukálható kísérlettervezési és –kiértékelési módszert javasoltam, továbbá még meg nem válaszolt kérdéseket fogalmaztam meg a kutatási témakörben, melyek megválaszolására további kutatómunka szükséges.
Jövőbeni tervem, hogy eddigi tudományos eredményeimet további kísérletekkel egészítsem ki, hogy a CFRP forgácsolhatóságát magasabb szignifikancia szinten érteni és magyarázni lehessen.
Irodalom:
1. N. Geier, T. Szalay: Optimisation of process parameters for the orbital and conventional drilling of uni-directional carbon fibre-reinforced polymers (UD-CFRP). Measurement 110 (2017) 319-334
2. R. Voss, L. Seeholzer, F. Kuster, K. Wegener: Influence of fibre orientation, tool geometry and process parameters on surface quality in milling of CFRP. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 18 (2017) 75–91
3. Haijin Wang, Jie Sun, Jianfeng Li, Laixiao Lu1, Nan Li: Evaluation of cutting force and cutting temperature in milling carbon fiber-reinforced polymer composites. Int J Adv Manuf Technol (2016) 82:1517–1525
