Forgácsolásindukált rétegközi sorja kísérleti vizsgálata Al/CFRP és CFRP/Al lemezekben
A fém/szálerősített polimer kompozit szendvicsszerkezetek napjainkban igen nagy népszerűségnek örvendenek a kiváló fajlagos mechanikai tulajdonságaik miatt. Épp ezért gyakran használják olyan high-tech iparágak, mint például a repülőgépipar, energiaipar és űripar. Az ilyen szendvicsszerkezeteknél gyakran használt kötési technológia a csavarozás és a szegecselés, így elengedhetetlen furatok készítése.
Több probléma is felmerülhet fém/kompozit szendvicsszerkezetek fúrása során, ezért egy nehezen forgácsolható anyagpárosításról beszélünk. Jelentős eltérést mutatnak a szálerősített polimer kompozitok és a fémek forgácsolhatóság szempontjából, ezért manapság igen jelentős kutatási területnek számít az ilyen szendvicsszerkezetek forgácsolhatósági vizsgálata. Rétegközben (két lemez találkozásánál) igen változatos a forgácsolómechanizmus, ezért itt több forgácsolási hibajelenség is felmerülhet, ami hatással van a szendvicsszerkezet mechanikai tulajdonságaira. Az egyik ilyen a rétegközi sorjaképződés. Ennek a sorjának a mérése jellemzően tapintós érdességmérővel vagy konfokális mikroszkóppal történik, de a sorja mérése során egyik módszer sem felel meg az idő- és költségcsökkentés, valamint a pontosság feltételének. Ezért a dolgozatom fő célja egy olyan 2D-s mikroszkópi kép feldolgozásán alapuló sorjabecslési módszer fejlesztése, amivel becsülhetők a rétegközi sorját jellemző olyan magasságirányú paraméterek is, amiket alapvetően csak 3D-s mérésekkel lehetne meghatározni.
A kutatás során Central Composite Inscribed kísérlettervezési módszert használtam, ahol két faktort (forgácsoló sebesség- vc és előtolás- f) variáltam öt szinten. A kísérletterv alapján végezetem el a fúrási kísérleteket Al/UD-CFRP (Alumínium/Egyirányú szénszállal erősített polimer kompozit) lemezeken, ahol a kísérlet során az előtolás irányú forgácsoló erőkomponenst mértem. A kísérletet követő méréseket egy konfokális mikroszkópon végeztem. A kísérleti eredményeket felhasználva kifejlesztettem egy újszerű sorjabecslő módszert, amivel becsülhetők a rétegközi sorját jellemző magasságirányú paraméterek is.
Az eredmények kiértékelése során a sorjabecslő módszerem és a 3D-s mérés eredményeit hasonlítottam össze. A sorja terület becslés jóságának átlaga 0,902-ra, míg szórása 0,156-ra adódott, egy furat nyolc mérési iránya alapján. Ezt a szakirodalomban megtalálható többi sorjabecslő módszerrel összehasonlítva igen jó eredménynek számít. Így a módszer további vizsgálata feltétlenül szükséges, mivel igen jelentős előrelépést eredményezhet ennek a sorjabecslő technikának alkalmazása sorjavizsgálatok során.
szerző
-
Markó Balázs
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
