Szálerősített polimer (FRP) kompozitok sorjavizsgálati módszereinek és mérőszámainak összehasonlító elemzése
A szálerősített polimer (FRP) kompozitok korunk egyik legkorszerűbb műszaki anyagai közé sorolhatók, köszönhetően az alapanyagok kedvező minőségi és szerkezeti összetételének. A rendkívül előnyös mechanikai és vezetési tulajdonságaik, valamint az ehhez társuló kis sűrűségből adódó pozitívumaik miatt széleskörben alkalmazott anyagoknak tekinthetők a „high-tech” iparszektorokban. A fejlett polimer gyártástechnológiáknak köszönhetően a FRP alkatrészeket közel végleges formára lehet készíteni egy műveletben, azonban a szerelési és a tervezők által támasztott tűréskövetelmények miatt sokszor elengedhetetlen ezen alkatrészek további forgácsoló megmunkálása.
Az FRP kompozitok forgácsolása során jelentős kihívást jelent a sorjaképződés, amely szoros összefüggésben van a támaszanyaggal, a megmunkálás során fellépő erőhatássokkal, a szálvágási szöggel, valamint a különböző szálvágási mechanizmusokkal. A keletkezett sorja illesztési problémákhoz, továbbá potenciálisan anyagszerkezeti károsodásokhoz vezethet, nem mellesleg esztétikai hibát is okoz. Az esetek nagy részében tehát indokolt a forgácsolás során el nem távolított anyag mennyiségi vizsgálata, valamint a sorjakarakterisztika ismerete, amely fontos információval szolgálhat a gyártási folyamat validációjához és optimálásához, a gyártott alkatrész kvalifikációjához, illetve a forgácsolás után alkalmazott megmunkálási műveletek (mint például sorjaeltávolítás) primer input adataihoz. Számos sorjavizsgálati és -kiértékelési módszer, valamint mérőszám terjedt el a hazai és nemzetközi szakirodalomban, azonban a terminológiai inkonzisztencia és az algoritmusok tudományosan nem kellően színvonalas ismertetése miatt a mérőszámok egymással nehezen összehasonlíthatók, valamint alkalmazhatósági területeik sok esetben megkérdőjelezhetők. Jelenleg kevés vizsgálat irányul az aktuálisan használt mérőszámok minősítésére, illetve alkalmazhatóságuk korlátjainak meghatározására.
Kutatásom során a legmeghatározóbb szakmai folyóiratokban fellelhető sorjamérési módszerek és mérőszámok módszeres összehasonlító vizsgálatával foglalkoztam. Az elemzés részét képezi a mérőszámok 4 csoportba történő besorolása, amely csoportok egy komplex szempontrendszer (amelyet a mérőszámok dimenziója és a mérési módszer bonyolultsága határoz meg) alapján kerültek kialakításra. Az elemzés elsősorban a mérési adatok felhasználói oldaláról közelíti meg a minősítési kérdéseket. Dolgozatomban ajánlásokat tettem a módszerek és mérőszámok alkalmazására, amely ajánlásokat egy adatsor kiértékelésével támasztom alá. A kiértékelés során a Wolfram Mathematica szoftverben írt képfeldolgozó és kiértékelő programot, valamint a DinoCapture digitális képfeldolgozó szoftvert alkalmaztam.
Irodalom:
1. R. Voß, M. Henerichs, S. Rupp, F. Kuster, and K. Wegener, ‘Evaluation of bore exit quality for fibre reinforced plastics including delamination and uncut fibres’, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, vol. 12, pp. 56–66, 0 2016, doi: 10.1016/j.cirpj.2015.09.003.
2. N. Geier, J. P. Davim, and T. Szalay, ‘Advanced cutting tools and technologies for drilling carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites: A review’, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 125, p. 105552, Oct. 2019, doi:10.1016/j.compositesa.2019.105552.