Welche Faktoren beeinflussen die Bearbeitung von Kohlefaserplatten?

Karbonfaserverbundplatten werden durch Aushärten von Karbonfaserbündeln und Epoxidharz bei hohen Temperaturen hergestellt. Diese Platten sind leicht und äußerst robust, wodurch sie sich für vielfältige Anwendungen eignen, darunter medizinische Bettrahmen, Rückseitenfolien für Photovoltaikanlagen sowie Flugzeugtüren. Es zeigt sich, dass Karbonfaserverbundplatten eine hervorragende Gewichtsreduktion und eine hohe Zugfestigkeit aufweisen und damit den praktischen Anforderungen effektiv gerecht werden.

Die Kosten für Kohlefaserplatten sind mit denen der herkömmlichen Metallblechbearbeitung vergleichbar, da beide Verfahren spanende Bearbeitungsprozesse wie Schleifen, Drehen und Fräsen umfassen. Da Kohlefaser jedoch ein sprödes Material ist, stellt sie hohe Anforderungen an die Schneidwerkzeuge, die aufgebrachte Kraft sowie die Bearbeitungszeit. Die wesentlichen Faktoren, die die Bearbeitungsqualität von Kohlefaserplatten beeinflussen, sind die Schneidwerkzeuge und die Schnittgeschwindigkeit.

1. Werkzeugauswahl: Bei der Bearbeitung von Kohlefaserprodukten müssen die Schneidwerkzeuge scharf sein, um ein wirksames Eindringen in das Material zu gewährleisten, und das Werkstück muss sicher eingespannt werden. Zudem erfordern unterschiedliche Bearbeitungsschritte jeweils spezifische Fräser; beispielsweise sind für Bohr- und Kantenfräsarbeiten separate Werkzeuge erforderlich.

2. Schnittgeschwindigkeit: Die Vorschubgeschwindigkeit des Fräsers darf nicht zu hoch sein, da eine übermäßige Drehzahl das Risiko einer Delamination der Kohlefaserplatte erhöht. Die Drehzahl sollte in der Regel bei etwa 2.000 U/min gehalten werden.

3. Werkzeugschneideverschleiß: Bei wiederholtem Einsatz der Schneiden wird die Schneide durch Abplatzungen oder Kerben stumpf. Das Weiterverwenden einer stumpfen Schneide führt zu einem Endprodukt mit übermäßigen Graten, das den Spezifikationen nicht entspricht.

Wenn beim Zerspanen nicht ausreichend Sorgfalt walten lässt, treten insbesondere folgende Probleme auf:

Ist der Fräser nicht scharf genug, um sauber zu schneiden, kann die Kohlefaserplatte delaminieren, in größeren Stücken abbrechen oder reißen. In solchen Fällen wird die Kohlefaserplatte mit hoher Wahrscheinlichkeit aussortiert. Zudem kann ein stumpfer Fräser zu einer Reihe von Problemen bei der CNC‑Präzision führen. Wie zu erwarten ist, resultiert dies während des eigentlichen Bearbeitungsprozesses in einer geringen Bearbeitungsgenauigkeit, wodurch die Kohlefaserplatte zudem die praktischen Anforderungen nicht erfüllt.

Darüber hinaus kann eine ungenaue Bearbeitung während des Zerspanungsprozesses zu einem vorzeitigen Werkzeugverschleiß führen, was höhere Produktionskosten zur Folge hat.