Compositi. Soluzioni per applicazioni su compositi

Transcript

1 Compositi Soluzioni per applicazioni su compositi

2 Ala in composito Lavorazione della superficie Approfondimento sui materiali compositi Le elevate esigenze di lavorazione poste sulle superfici dei componenti in fi bra di carbonio, richiedono soluzioni innovative. La famiglia CoroMill comprende prodotti come CoroMill 590 e CoroMill 390, con inserti multitaglienti in PCD di alta precisione. Gli inserti di metallo duro rivestiti di diamante possono essere una soluzione produttiva per la lavorazione delle superfi ci dei materiali ad alto contenuto di fibra. Soluzioni per materiali in fibra di carbonio ed agglomerati Le fi bre di carbonio ed altri materiali compositi sono in fase di sviluppo veloce, offrendo nuove proprietà che ne permettono l'evoluzione, espandendone l'utilizzo. Vari benefici, come componenti più leggeri e più robusti, nonché minori problemi di corrosione li rendono particolarmente adatti in molte applicazioni. Ma con il successo di questi materiali da costruzione sorgono nuove esigenze legate alla capacità di lavorazione, dove le variazioni di lavorabilità accrescono la sfida. CoroMill 590 con inserti in PCD Materiali e caratteristiche La defi nizione di processi applicativi individuali è la base del successo nella lavorazione dei materiali compositi. La scelta dell utensile, della geometria e della qualità d inserto, seguita da quella dei dati di taglio e delle nuove soluzioni innovative, porteranno la produzione ai massimi livelli. Le soluzioni, normalmente specifi che per le applicazioni, possono includere una delle geometrie delle punte Coro- Drill. Le punte PCD con taglienti in vein-technology (sinterizzati in Diamante PoliCristallino), comprendono le geometrie studiate per ridurre la tendenza alla delaminazione in entrata o in uscita dai fori. CoroMill 390 con inserti di metallo duro rivestiti in diamante Le soluzioni applicative includono: Prodotti standard e speciali Soluzioni di punte in metallo duro ed in PCD Geometrie di punte innovative per qualità di foro migliori Frese per migliore qualità superficiale e maggiore utilizzazione della macchina

3 Esecuzione di fori La produzione di fori in vari materiali in fi bra di carbonio richiede geometrie specifi che per ottenere buone tolleranze e qualità di foro, ostacolate dalla delaminazione e frammentazione che sono i problemi più comuni, che si riscontrano in questa particolare area. La combinazione di CFRP (Plastica Rinforzata con Fibra di Carbonio) con un materiale agglomerato come il titanio aggiunge un'altra dimensione, in quanto i due materiali si avvalgono di metodi di lavorazione diversi. La famiglia CoroDrill include geometrie per i materiali in CFRP ad alto contenuto di fi bra (frammentazione) ed ad alto contenuto di resina (delaminazione) Soluzioni che includono geometrie per la combinazione di materiali in CFRP e agglomerati di alluminio e titanio Versioni di punte in PCD e metallo duro per macchine CNC, PKM e ad avanzamento positivo Bordatura e rifilatura Sia che si tratti della rifi latura di grandi componenti o della bordatura della circonferenza di materiali in CFRP, le frese CoroMill sono la soluzione che serve. Le frese CoroMill 329 per l esecuzione di cave, che utilizzano inserti di metallo duro o in PCD per la rifi latura, le frese CoroMill Plura e le frese con inserti rivestiti in diamante o PCD per la bordatura, sono tutte progettate per ridurre la frammentazione e migliorare la qualità dei bordi. Gli inserti con taglienti affi lati e angoli positivi sono essenziali per la riduzione di calore e la produzione di superfi ci di alta qualità per l'industria aerospaziale.

4 Utensili con riporto di PCD o di metallo duro rivestito? Ogni materiale e macchina utensile richiede soluzioni ottimizzate. Utensili in metallo duro con rivestimento di diamante: Adatti per vari materiali compositi come gli agglomerati di alluminio con esigenze di elevata fl essibilità. PCD: Una soluzione di utensile con durata tagliente prevedibile, dimensioni e qualità superfi ciali costanti. Adatta per la maggior parte delle combinazioni di materiali e vari tipi di macchine. Componenti strutturali Per le cellule aerospaziali, i materiali compositi sono sviluppati appositamente per aggiungere rigidità, resistenza e durata alle strutture. I compositi hanno un eccellente rapporto tra resistenza e peso e possono essere modellati in forme complesse. In confronto con l alluminio, materiali compositi in fi bra di carbonio (CFRP) solitamente possiedono una resistenza alla trazione di quasi quindici volte superiore; una dilatazione termica diciannove volte inferiore; una rigidità cinque volte maggiore e, nonostante ciò, un peso di appena la metà. Tuttavia, sono anche molto più impegnativi da lavorare. CoroMill 590 è una soluzione ad alta precisione per la lavorazione di superfi ci con severe esigenze relative alle dimensioni ed alla fi nitura superfi ciale. Gli inserti multitaglienti con sedi millerighe rendono questa soluzione fl essibile, ma al tempo stesso accurata, rispetto alle frese con taglienti brasati. Lavorazione di superfici con elevata sicurezza Applicando CoroMill 590 ad alta precisione è stato possibile eseguire la fresatura delle superfi ci con elevata produttività e sicurezza per l intera durata del processo. CoroMill 590 con inserti in PCD Fresatura di superfici Velocità di taglio Vc m/min 300 Profondità di taglio a p mm 2.5 Avanzamento fn mm/giro 0.17

5 Bordatura di compositi La fi nitura ottenuta in una sola operazione può ridurre o eliminare le operazioni secondarie, che insieme con i miglioramenti di durata tagliente, contribuisce alla riduzione dei tempi di fermo macchina. La sgrossatura o la fi nitura di materiali compositi può essere migliorata con le frese CoroMill. Le frese a candela con inserti in PCD e quelle con inserti di metallo duro rivestito di diamante possono essere progettate per soddisfare la maggior parte delle applicazioni, riducendo la frammentazione delle fi bre e aumentando il volume di truciolo asportato. Foratura in materiali difficili Le geometrie delle punte CoroDrill includono la 854. La sua forma è preliminarmente progettata per migliorare l entrata nel foro e la qualità all uscita del foro nei materiali in fibra di carbonio ad alto contenuto di fibra. La produzione di fori in materiali ad alto contenuto di resina, con crescenti esigenze di ridurre delaminazione e frammentazione, può essere ottimizzata attraverso il design della geometria della punta. Piccoli angoli di punta ed elevati angoli di spoglia superiore contribuiscono a migliorare la qualità dei fori, così come la riduzione delle forze assiali, che sono critiche sulle superfici con pareti sottili. Produzione di fori in materiali di CFRP/agglomerati La produzione di fori di alta qualità, ¼ (6.35mm), in materiali di CFRP e agglomerati di AL, è stata possibile con CoroDrill 854 con inserti rivestiti di diamante. I miglioramenti comprendevano la riduzione della frammentazione, così come l'eliminazione delle bave e l ottimizzazione della fi nitura superfi ciale. Punta CoroDrill 854 con inserti Foratura di metallo duro Velocità di taglio Vc m/min 45 Profondità della punta a p mm 70 Avanzamento fn mm/giro 0.03 Velocità di avanzamento Vf mm/min 51

6 Materiali in fibra di carbonio Nel materiale composito, le fi bre, i whisker, le particelle o il materiale tessuto sono dispersi in una matrice in cui essi conferiscono rigidità e resistenza. I materiali compositi strutturali sono costituiti da strati laminati o a struttura a sandwich e possono includere agglomerati di titanio e alluminio. Pertanto le raccomandazioni sulla velocità di taglio possono variare da 100 m/min (320 SFM) per la fi bra di carbonio a 20 m/min (65 SFM) per l agglomerato di titanio, al fi ne di produrre fori e superfi - ci di alta qualità. Esigenze applicative I componenti strutturali come l ala di un aereo in materiale composito - compresi i longheroni, le traverse ed i rivestimenti - sono fatti di varianti di materiali in fi bra di carbonio e di resina, che creano l esigenza di singole soluzioni di utensili. Altre strutture diffi cili, come lo scatolato centrale, fatto di vari tipi di materiale composito, comunemente agglomerati con alluminio e titanio, aumentano la necessità di un processo ottimizzato. La combinazione di materiali agglomerati mette ancor di più alla prova il processo di produzione, la sicurezza degli utensili e qualità superfi ciale. Problemi quali evacuazione truciolo, produzione effi cace e qualità dei fori sono rese più diffi cili a causa della notevole differenza delle proprietà del materiale. Soluzioni di attrezzamento Una variegata selezione di geometrie e modelli di utensili, come pure soluzioni per un unica o al massimo due fasi di lavorazione, può migliorare drasticamente il processo di produzione. Le soluzioni di prodotti della Sandvik Coromant includono punte con inserti di metallo duro brasati o a fi ssaggio meccanico, o con taglienti al diamante nella versione vein, utensili svasatori ed alesatori per fi niture superfi ciali particolarmente impegnative e tolleranze di foro molto strette.

7 Delaminazione con il tipo di punta precedente. La soluzione CoroDrill ha migliorato la qualità dei fori senza delaminazione e frammentazione. Qualità dei fori I materiali ad alto contenuto di fi bra e resina possono esigere geometrie di utensili ottimizzate al fi ne di ottenere fori di alta qualità in un unica impostazione produttiva. Le geometrie delle punte CoroDrill riducono il rischio di sfilacciamento, delaminazione e frammentazione realizzando operazioni di foratura di ottima qualità. Foratura di componenti in fibra di carbonio agglomerata con titanio La fi bra di carbonio agglomerata con titanio è una delle più impegnative combinazioni di materiali. La punta CoroDrill Vein PCD, progettata con una geometria unica nel suo genere, è stata in grado di aumentare la produttività in questo impegnativa applicazione di foratura. Gamma delle geometrie delle punte CoroDrill Sviluppata per i vari materiali in fi bra di carbonio garantisce un'ottima qualità di foro ed un eccellente finitura superficiale. Le varianti comprendono geometrie con angoli di punta e di spoglia superiore ottimizzati in funzione del materiale e del tipo di macchina, quali macchine CNC o ad avanzamento pneumatico positivo (macchine ad avanzamento automatico). Una struttura a sandwich di fi bra di carbonio, dello spessore di 15 mm, stratifi cata con una lamina di titanio di 10 mm, è stata lavorata con una buona sicurezza e precisione. Punta CoroDrill Vein PCD Velocità di taglio V c m/min 12 Profondità di taglio a p mm 25 Foratura Avanzamento f n mm/giro 0.05

8 Applicazione impegnativa su materiali agglomerati Materiale: Applicazione: Alluminio, fi bra di carbonio, agglomerato di alluminio Foratura Diametro foro: 9.525mm (3/8 ) Tipo di punta: Punta composita CoroDrill 854, con rivestimento di diamante Tipo di macchine e condizione: Macchine con avanzamento positivo (pneumatico) Microlubrifi cazione Dati di taglio: Giri/min: 2000 Avanzamento: 0.03mm/giro Specifica di tolleranza foro: H9 Rugosità superficiale: Richiesta: 3.2 Ra Risultato: 1.6 Ra 20 mm 20 mm 20 mm Ø mm aluminium carbon fi bre aluminium Con CoroDrill 854 è stato possibile soddisfare le esigenze di un processo di lavorazione sicuro, con dimensioni e fi nitura superfi ciale accurate, nonché una limitata formazione di bave. La lunga e affi dabile durata del tagliente, con una eccellente formazione truciolo, ha supportato la produzione di fori di alta qualità. Per ulteriori informazioni si prega di visitare o SANDVIK ITALIA Sede: Sandvik Coromant c/o Sandvik Italia S.p.A. Via Varesina, MILANO Tel: (02) (35 linee urbane) Telefax: (02) SANDVIK SVIZZERA SANDVIK AG Divisione Sandvik Coromant Casella postale LUZERN Tel: (041) Telefax: (041) C-2940:130 ITA/01 AB Sandvik Coromant Stampato su carta riciclata. Stampato in Svezia da Sandvikens Tryckeri