Háromdimenziós sorjátlanító ciklus fejlesztése szénszállal erősített polimer (CFRP) kompozitok delaminációindukált szerkezeti deformációinak figyelembevételével
Háromdimenziós sorjátlanító ciklus fejlesztése szénszállal erősített polimer (CFRP) kompozitok delaminációindukált szerkezeti deformációinak figyelembevételével
Gödri András MSc II. évf.,
e-mail: godri.andras@gmail.com
Konzulens: Dr. Geier Norbert, Gyártástudomány és -technológia Tanszék
e-mail: geier.norbert@gpk.bme.hu
A szénszállal erősített polimer (CFRP) kompozitok napjainkban jelentős hányadát teszik ki az ipar által felhasznált szerkezeti anyagoknak. A jármű-, had-, légi- és építőipar, a hajózás és az űrtechnológia is azon ipari szegmensek része, ahol közel nélkülözhetetlennek számítanak ezek az alapanyagok. A CFRP kompozitok kiváló fajlagos mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, méretstabilitásuk és kis tömegük is hozzájárult ahhoz, hogy a fémes szerkezeti komponenseket fokozatosan kiszorítsák. Azonban jelentős forgácsolhatósági kihívásokat okoznak az anizotrop és inhomogén tulajdonságai. Forgácsolásuk olyan hibákat indukálhat, például delaminációt vagy vágatlan szálakat, amik az évszádok óta tanulmányozott fémmegmunkálás során nem nagyon fordultak elő. Ezen anyagok megmunkálása során jelentős sorja képződhet még optimális paraméterek mellett is, ami utólagos megmunkálást igényel a munkadarabbal szemben támasztott precíz elvárások teljesítésének érdekében.
A kutatásom fő célja a szakdolgozatomban vizsgált mechanikus sorjázási folyamat továbbfejlesztése volt. A kétdimenziós begördüléses körinterpolációs sorjázást továbbfejlesztve egy háromdimenziós sorjázási módszert dolgoztam ki, amely figyelembe veszi a még elfogadható nagyságú delamináció által okozott szerkezeti deformációjának nagyságát is. Az előre kifúrt, delaminálódott és sorjás furatkörnyezetet bescanneltem egy Next Engine HD típusú 3D scanner segítségével, és az így kapott adatokat reverse engineering módszerekkel visszafejtettem és kinyertem a furatok 3D-s kontúrjait. Erre a görbére illesztettem rá a szerszámpályát, és végeztem el a sorjázást a BME Gyártástudomány és –technológia Tanszék Kondia B640-es 3-tengelyes maróközpontján. A sorjázás előtti és utáni állapotról egy Dino-Lite AD7013MZT- típusú digitális mikroszkóppal készítettem felvételeket, amiket egy digitális képfeldolgozó algoritmus segítségével értékeltem ki.
A kísérleti eredményeken jól látható, hogy a háromdimenziós sorjázási módszer sikeresen eltávolította a sorját, ami összhangban volt a digitális képfeldolgozás eredményével. A kísérlet során csak egy elhanyagolható méretű állandó letörés keletkezett a furatok kontúrján, ellentétben a kétdimenziós sorjázással szemben, ahol jelentős méretű, ellipszis alakú letöréseket lehetett megfigyelni.
Jövőbeni terveim között szerepel a vizsgált háromdimenziós sorjázási módszer tökéletesítése, optimalizálása, szélesebb faktorterjedelemmel való vizsgálata, illetve felkészítése ipari alkalmazásra.
