玻璃,玄武岩和混合环氧复合材料的钻井可加工性:推力,热负荷和孔质量
Eser Yarar1, Mehmet İskender Özsoy2, Sinan Fidan3
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Kocaeli University, Kocaeli 41380, Türkiye.
Polymers
|June 27, 2025
概括
与玄武岩和玻璃纤维混合复合材料相比,与玻璃纤维单独相比,可以显著降低钻井力和热量. 这提高了孔质量和工具寿命,用于轻质复合材料应用.
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
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 钻孔复合材料由于其异构和异构性质而带来了挑战.
- 优化钻井参数对于保持结构完整性和尺寸精度至关重要.
研究的目的:
- 为了评估玻璃纤维,玄武岩纤维和混合层材的钻井可加工性.
- 为了研究轴速度和料速率对推力力和温度的影响.
- 评估不同复合材料中钻孔的尺寸质量.
主要方法:
- 使用HSS-G钻头进行了36个全因数实验.
- 螺旋转速 (715-3030rpm) 和料速率 (0.1-0.3mm/rev) 是不同的.
- 测量了推力,温度 (通过红外热谱) 和尺寸精度.
主要成果:
- 与纯玻璃纤维相比 (高达174.3N,120°C),混合层材表现出中间的推力 (101-163N) 和较低的温度 (<90°C).
- 料速率是推力力的主要因素 (73.4%),而材料类型显著影响温度 (41.5%).
- 混合型G4B6G4保持了极好的尺寸精度 (±2%),而B4G6B4和G14显示过度扩张和增加直径.
结论:
- 在混合复合材料中将玄武纤维与玻璃纤维集成,有效地减少了钻探力和热量产生.
- 混合复合材料提供了更好的孔质量和在复合材料制造中延长工具寿命的潜力.
- 这些发现为航空航天,可再生能源和海洋复合材料应用中的参数选择提供了指导.
