一项关于加工缺陷和参数优化的研究,用于碳纤维增强塑料的磨料悬浮喷射切割
Liucan Li1, Nanzhe Xiao1, Chuwen Guo1
1School of Low-Carbon Energy and Power Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 25, 2023
概括
碳纤维增强塑料 (CFRP) 的磨料悬浮喷射 (ASJ) 切割提供了一个精确的冷切割方法. 这项研究优化了ASJ参数,以最大限度地减少像分层这样的缺陷,并提高表面质量,为切割性能提供了一个预测模型.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 传统的碳纤维增强塑料 (CFRP) 切割方法面临诸如工具磨损,分层和受热影响区域等挑战.
- 磨料悬浮喷射 (ASJ) 切割为解决这些局限性提供了一个可行的冷切割替代方案.
研究的目的:
- 调查ASJ在切割CFRP中的有效性.
- 分析ASJ参数对切割质量的影响,包括表面粗,线缩小和肩损伤.
- 使用ASJ开发CFRP切割质量的预测模型.
主要方法:
- ASJ被用来切割CFRP样本.
- 使用超深度光学显微镜检查切割表面的缺陷.
- 进行了回归分析,以建立基于关键参数的切割质量的预测模型.
主要成果:
- 表面粗度在0.112微米至0.144微米之间变化,主要受立距离的影响.
- 曲线的收缩幅度从4.737°到10.1°不等,而脱离距离是最重要的因素.
- 肩部损伤范围从3.384μm2到10μm2,喷气压力影响最大.
结论:
- ASJ是CFRP的有效冷切技术,最大限度地减少了传统加工缺陷.
- 成功开发了切割质量的预测模型,有助于参数优化.
- 对于CFRP切割的最佳ASJ参数被确定为1毫米的脱离距离,30MPa喷气压力和30毫米/分钟的横向速度.
