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復合材料加工方案
復合材料是由人造纖維(玻璃或碳等)和基體(塑料、陶瓷或金屬)組成的材料,常見的有玻璃纖維復合材料、碳纖維復合材料、芳綸纖維復合材料、超高分子量聚乙烯纖維復合材料、熱固性樹脂基復合材料等。復合材料有硬基體復合,如以鈦和普通鋼等金屬、陶瓷和塑料、玻璃纖維、碳纖維等常見;也有軟基體復合,如塑料和人造纖維等。
復合材料具有非均勻性、各向異性的層復合結構,因此對復合材料的切割是加工中的棘手問題。由于復合層中的材料熱熔點不一致,明顯不宜用熱切割的加工法。而傳統的加工方法一般采用機械切割,即用砂輪片和鋸片進行切割,該方法容易產生兩種缺陷:一是切口損傷,即切口邊緣附近產生出切口分層、撕裂、毛刺、拉絲等現象;二是層間分層,即復合材料層與層間發生的分離,使構件內部組織變松,降低構件強度和其他性能。激光雖可以用于切割部分復合材料,但激光切割會使熱影響區纖維與基體脫粘,材料出現焦化和熱裂現象,切口寬度不均,切割端面會形成碳化層,損傷復合材料,使材料局部破壞而造成性能降低。
超高壓水切割是解決上述問題的理想工藝。水切割由于是非接觸式冷加工工藝,加工中沒有分層現象,材料也不會出現焦化和熱裂。超高壓水切割速度快,實現瞬間切斷,且加砂切割中的細砂還有磨削的功效,使切面更平滑、光潔、尺寸精確。因此,水切割技術是復合材料切割的選擇。

