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碳纖維復合材料制造中的數控機床類(lèi)型
發(fā)布時(shí)間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數:


有各種類(lèi)型的 CNC 機器可制造各種產(chǎn)品,包括采用碳纖維復合材料制造的產(chǎn)品。在本文中,我們將探討七種不同類(lèi)型的 CNC 機器,研究每種機器的適當用途。 

數控技術(shù)簡(jiǎn)介

計算機數控 (CNC) 技術(shù)通過(guò)計算機執行預編程的機器控制命令序列來(lái)實(shí)現機床自動(dòng)化。該技術(shù)可以生產(chǎn)出手工加工幾乎不可能實(shí)現的復雜形狀。使用CNC 機器還可以以極高的精度和效率重復命令。 

不同類(lèi)型數控機床的演變

CNC 機器的發(fā)展見(jiàn)證了制造業(yè)技術(shù)的快速進(jìn)步。從 20 世紀 40 年代機械操作的誕生,到如今復雜的計算機驅動(dòng)系統,CNC 技術(shù)已經(jīng)取得了足夠的進(jìn)步?,F代 CNC 機器能夠精確快速地完成 3D 切割任務(wù),并與 CAD/CAM 軟件集成,以最少的人工干預將數字設計帶入物理世界。

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數控機床在碳纖維復合材料制造中的重要性

在碳纖維復合材料制造領(lǐng)域,數控機床發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。數控機床的精度和靈活性對于這些材料來(lái)說(shuō)是無(wú)價(jià)的,這些材料需要精確切割、鉆孔和成型,以制造航空航天、汽車(chē)和國防工業(yè)中使用的重要部件。數控機床還可以處理復雜的形狀并實(shí)現嚴格的公差,這是高性能復合材料的必要因素。

不同類(lèi)型的數控機床

在碳纖維復合材料制造中,不同類(lèi)型的 CNC 機器用于滿(mǎn)足不同的生產(chǎn)需求。這些機器包括銑床、車(chē)床、刨床、等離子切割機、激光切割機、電火花機和 3D 打印機。每臺機器都有自己的優(yōu)勢,并根據其操作能力進(jìn)行分類(lèi)。 


銑床

CNC 銑床按照計算機編程指令,通過(guò)從工件上去除材料來(lái)創(chuàng )建所需形狀。銑刀繞主軸旋轉,沿各個(gè)方向穿過(guò)工件,從而在材料上進(jìn)行精確切割、打孔和造型。 

描述和用途

銑床能夠執行多種任務(wù),例如切割、鉆孔和成型材料。它們用于生產(chǎn)各種零件,包括齒輪、槽、形狀和金屬、木材和塑料等材料的復雜結構。它們有助于航空航天、汽車(chē)和其他行業(yè)生產(chǎn)原型和大規模生產(chǎn)零件。 


復合材料制造的優(yōu)勢

生產(chǎn)高精度、復雜的零件

創(chuàng )建公差嚴格的零件

高水平的重復性確保始終如一的質(zhì)量

快速高效——減少生產(chǎn)時(shí)間和成本

車(chē)床

車(chē)床,是一種數控機床,設計用于通過(guò)旋轉工件來(lái)切割和塑造材料。它們擅長(cháng)于需要對材料外表面進(jìn)行精細加工的任務(wù)。

描述和用途

車(chē)床通常用于制造對稱(chēng)物體,如桿、襯套、凸輪軸、螺釘和螺栓。它們執行切割、打磨、滾花和鉆孔操作,并繞旋轉軸旋轉工件。 


復合材料的特殊注意事項

如果設置不正確,車(chē)床可能會(huì )使復合材料分層或磨損

可能需要調整編程以適應復合材料

可能需要更多設置時(shí)間(且成本更高)

數控銑床

雕刻機是專(zhuān)門(mén)為切割、雕刻和雕花各種材料(包括復合材料、木材、金屬和塑料)而設計的 CNC 機器。它們可以精確地制作復雜的設計和精細的細節。

描述和用途

雕刻機用于生產(chǎn)各行各業(yè)的各種物品,包括標牌制作、家具和雕刻項目。它們還可以制作原型并制造塑料和金屬零件;它們既可以進(jìn)行大規模生產(chǎn),也可以進(jìn)行定制的一次性設計。


 復合材料精密切割的優(yōu)勢

提高準確性

實(shí)現復雜的形狀和飾面

最大程度提高材料利用率,減少浪費

提供高效、可持續的解決方案

等離子切割機

等離子切割機是一種數控機床,它使用高速電離氣體射流精確快速地切割導電材料。等離子由電弧產(chǎn)生,然后直接噴射到材料上,快速高效地熔化材料。

描述和用途

等離子切割機可用于切割金屬片、管材、板材、汽車(chē)車(chē)身部件、金屬家具、金屬標牌和裝飾面板上的切口。它們是生產(chǎn)金屬框架、機械零件和復雜的金屬藝術(shù)品的理想選擇。


復合材料加工中的應用

切割復合材料并最大限度降低熱變形

非常適合對高溫敏感的復合材料

可實(shí)現高質(zhì)量、精確的邊緣切割

激光切割機 

激光切割機是一種碳纖維的 CNC 機器,它使用高功率、聚焦的光束以極高的精度切割、雕刻或蝕刻材料。這些機器可以熔化、燃燒或蒸發(fā)材料,包括金屬、塑料、木材和復合材料。

描述和用途

激光切割機用于生產(chǎn)精致的珠寶、精密的醫療設備、定制的汽車(chē)零部件、個(gè)性化禮品和裝飾品、電路板等電子元件以及時(shí)裝和紡織品中的復雜設計。它們用于需要高精度和細節的任務(wù)。


復合材料制造的高精度優(yōu)勢

創(chuàng )建復雜、詳細的設計

實(shí)現高精度、干凈的切割,同時(shí)最大程度減少對材料的損壞

非接觸式工藝可降低材料污染/變形的風(fēng)險

精確切割,最大程度減少浪費 

電火花加工機 (EDM)

電火花加工機 (EDM) 使用放電或火花來(lái)腐蝕工件上的材料。該過(guò)程涉及電極和工件,兩者都浸沒(méi)在介電流體中。它們之間施加的電壓會(huì )產(chǎn)生火花,無(wú)需直接接觸即可精確切割或塑造材料。

描述和用途

電火花機床可有效切割工具鋼、鈦和超級合金等硬質(zhì)金屬,而這些金屬很難用傳統方法加工。


與碳纖維復合材料制造的相關(guān)性

精確制造復雜復合部件

無(wú)需直接接觸,這對于精密的復合材料非常有用

能夠創(chuàng )建具有復雜設計和高公差的零件

3D 打印機(增材制造)

3D 打印機,又稱(chēng)增材制造機,根據數字文件逐層構建零件。該過(guò)程從設計 3D 模型開(kāi)始,然后通過(guò)軟件將其切成薄層。打印機按照這些切片逐層沉積塑料、金屬或樹(shù)脂等材料,直到物體完全成型。 

描述和用途

3D 打印機可在各行各業(yè)創(chuàng )建各種各樣的產(chǎn)品,包括醫療保健領(lǐng)域的定制假肢、具有復雜幾何形狀的航空航天部件以及建筑用建筑模型。


對復合材料發(fā)展的影響

允許精確放置復合纖維

創(chuàng )建復雜、輕量的結構

實(shí)現復雜的內部結構(通過(guò)傳統的減材制造方法很難實(shí)現)


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