Speciális furatforgácsoló technológiák fejlesztése szálerősített polimer kompozitokhoz a szálorientáció figyelembevételével
Speciális furatforgácsoló technológiák fejlesztése szálerősített polimer kompozitokhoz a szálorientáció figyelembevételével
Helle Anna Nikoletta MSc I. évf.
e-mail: helleannaniki@hotmail.com
Konzulens: Dr. Geier Norbert, Gyártástudomány és -technológia Tanszék
e-mail: geier.norbert@gpk.bme.hu
A szálerősített polimer kompozitok iránti igény egyre növekvő tendenciát mutat az ipar olyan szegmenseiben, mint például a repülőgép-, hajó-, had-, és gépjárműipar. Ahhoz, hogy kihasználhassuk előnyös tulajdonságaikat (kimagasló szívósság és fajlagos szilárdság, nagy korrózióállóság, méretstabilitás stb.), megoldást kell találnunk a kihívást jelentő forgácsolásindukált delamináció- és sorjaképződés és a jelentős szerszámkopás minimalizálására és/vagy irányítására.
Az egyirányban szénszállal erősített polimer (UD-CFRP) kompozitok anizotróp és inhomogén szerkezetéből adódóan célszerű figyelembe venni a forgácsolás irányának kijelölésekor az erősítőszálak orientációját, ezt azonban rendszerint elhanyagolják. Ezen kutatási rés alapján kezdtem el ilyen technológiák fejlesztésén dolgozni, mely hosszútávú kutatási projekt első lépéseként egy korábbi TDK dolgozatomban a hagyományos helikális marási ciklus és a szálorientációfüggő előtolásvezérlés kombinálásából fejlesztett technológia kísérleti vizsgálatáról értekeztem.
A jelenlegi kutatásom során két újszerű furatforgácsoló technológiát fejlesztettem a nemzetközi szakirodalomban olvasottak és saját tapasztalataim alapján. A két újszerű technológiát összehasonlítottam egymással és egy hagyományos fúróciklussal is. A fejlesztett ciklusok hatékonyságát forgácsolási kísérletek kiértékelésével minősítettem. A kísérleteket a BME Gyártástudomány és -technológia Tanszék Kondia B640 típusú háromtengelyes szerszámgépén végeztem egy keményfém fúró-maró szerszámmal. Az előtolás értékét három szinten változtattam rögzített forgácsolási sebesség mellett. A forgácsolás során a forgácsolási erő mérése egy KISTLER 9257BA erőmérővel történt. A sorja méréséhez a furatokról Dino-Lite AM4013MT digitális mikroszkóppal felvételeket készítettem, melyeket digitális képfeldolgozással (DIP) kiértékeltem. A furatok palástfelületi érdességét egy Mitutoyo SJ-400 kontaktilis felületi érdességmérő műszerrel vizsgáltam.
A kísérleti eredmények egyértelműen mutatják, hogy a furatforgácsolási technológiáknak és az előtolásnak is szignifikáns hatása van a mért optimalizációs paraméterekre. A furatforgácsolási technológiákat összehasonlítottam és technológiai ajánlásokat fogalmaztam meg, hogy mely célfüggvény esetében mely technológiát javaslom UD-CFRP kompozitok forgácsolásához.
A jövőben az újonnan fejlesztett furatforgácsolási technológiákat további kísérleteken át tervezem optimalizálni, emellett nemcsak egyirányban, hanem többirányban erősített kompozitoknál is vizsgálnám hatásukat az optimalizációs paraméterekre.
