Десният режещ ръб за правилния материал SpringerLink
Когато хората говорят за лека конструкция, те обикновено имат предвид многоматериална лека конструкция в самолетната и автомобилната индустрия. Комбинацията от различни материали помага да се внедрят изключителни свойства на компонентите, които един материал не може да постигне сам. Типични целеви променливи са намаляване на теглото и увеличаване на твърдостта, безопасност и защита от корозия.
В допълнение към положителните свойства на компонентите, многоматериалната лека конструкция означава и решаване на определени проблеми, възникващи от композитния материал. Примери за това са различното термично разширение на материалите или видът на прилагане на сила. В допълнение към тези предизвикателства при проектирането, обработката на различни материали също поставя високи изисквания към свързаната производствена технология. Пример за това е обработката на композитни материали.
По-специално при пробиване, инструмент със специфични свойства трябва да създаде отвор, който в най-трудния случай прониква в цял куп компоненти (наречени стекове в конструкцията на самолета), направени от различни материали. В самолетостроенето това е необходимо хиляда пъти при пробиване на отвори за поставяне на нитове. Композитите от материали, направени от CFRP, алуминий и титан, са страховити комбинации.
Днес, с оптимизиран по време и разход процес на обработка, се произвеждат специални инструменти за всеки от тези материали, които дават оптимални резултати. Разгледани са специалните предизвикателства на всеки материал; Например, алуминият има тенденция да образува вградени ръбове на инструментите, CFRP, от друга страна, е силно абразивен, а тежкото износване води до износване и разслояване на компонента. Титанът, от друга страна, генерира много топлина по време на обработката и по този начин показва голямо износване на инструмента. Следователно инструмент за пробиване, който трябва да създаде дупка през трите материала, е оптимален компромис между различните изисквания.
С ъглите на режещия ръб, покритието и параметрите на процеса се прави опит да се създаде подходящо решение - което, разбира се, е по-лошо от решение за конкретен материал. През последните години имаше редица нововъведения по отношение на процеса на пробиване (един изстрел), покритието или дизайна на режещия ръб. Ново решение е показано в това издание на лек дизайн. Вдъхновени от лекия девиз на конструкцията „правилният материал на правилното място“, изследователите от Fraunhofer IPA са разработили инструмент за пробиване, който отговаря на мотото „точния режещ ръб за правилния материал“. Оставете се и вие да бъдете вдъхновени, за да дадете тласък на леката конструкция с добри производствени технологии.
Информация за автора
Принадлежности
Ръководител на отдел Леки технологии, Институт за производствено инженерство и автоматизация на Фраунхофер IPA, Германия
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar