Implementation of Automatic Sample and Composite Element Cutting Technologies

• Autorzy: Jaśkiewicz R.

Warianty tytułu

PL

Wdrożenie technologii zautomatyzowanego cięcia próbek i elementów kompozytowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the methodology of introducing automatic carbon fiber panel cutting technologies at the Composite Testing Laboratory of the Institute of Aviation. It describes the process of implementing the new cutting technology which boosts the efficiency of preparing composite samples for strength testing, with the requirements applicable to edge smoothness and dimension tolerances taken into consideration. It also reviews the literature concerned with three most popular composite material cutting methods: laser cutting, abrasive water jet cutting and machining, presenting the strong and the weak points of each one of them. After selecting the machining technology relying on a disc, cutting tests have been performed. Cutting discs coated with diamond particles, and carbon fiber panels were used during the tests. The tests were performed with the use of the INFOTEC CNC machine, with an adapter enabling the installation of cutting discs with the maximum diameter of 150 mm.

PL

W artykule przedstawiono metodykę wprowadzenia do użytku technologii automatycznego cięcia paneli z włókna węglowego w Laboratorium Badań Kompozytów Instytutu Lotnictwa. Artykuł zawiera opis procesu wdrożenia nowej technologii cięcia, pozwalającej na zwiększenie wydajności procesu przygotowywania próbek kompozytowych do testów wytrzymałościowych, przy zachowaniu wymogów gładkości brzegów i tolerancji wymiarowych. Artykuł zawiera również przegląd literatury na temat trzech najpopularniejszych metod cięcia materiałów kompozytowych: cięcia laserowego, cięcia wodą i cięcia mechanicznego, wskazując zalety i wady każdej z metod. Po wybraniu technologii obróbki mechanicznej z użyciem tarczy, przeprowadzono testy cięcia. Przedmiotem testów były tarcze tnące z nasypem diamentowym, a przedmiotem obrabianym panele z włókna węglowego. Obróbkę testową wykonano na maszynie sterowanej numerycznie firmy INFOTEC CNC, z adapterem do tarcz tnących o maksymalnej średnicy 150 mm.

Słowa kluczowe

EN

composite cutting; automatic cutting; CNC cutting; carbon fiber machining

PL

cięcie kompozytów; cięcie automatyczne; cięcie CNC; obróbka mechaniczna włókien węglowych

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2 (251)
• Strony: 30--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jaśkiewicz R.

• Institute of Aviation, Center for Composite Technologies, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Hashish M., 2013, Trimming of CFRP components, WJTA-IMCA Conference and Expo, September 9-11, 2013, Houston, Texas.
• [2] Patel R., Bovatsek J., Fujita M., 2017, High-power UV laser has use in CFRP machining,, http://www.industrial-lasers.com/
• [3] Ohlsson L., 1995, The theory and practice of abrasive water jet cutting, Doctoral thesis 1995:161D, Lulea University of Technology.
• [4] Kimlia advertising materials, www.kimla.pl, 2017.
• [5] Rimpault X., Chateleain J.-F., Klemberg-Sapieha J.E., Balazinski M., 2016, Tool wear and surface quality assessment of CFRP trimming using fractal analyses of the cutting force signals, CIRP Journal of Manufacturing and Technology.
• [6] Arisawa H., Akama S., Niitani H., 2012, “High-performance cutting and grinding for CFRP, Mitsubishi heavy industries Technical review”, Vol. 49, No. 3, pp. 3-9.
• [7] Sloan J., 2017, Machining carbon composites – risky business, http://www.compositesworld.com/
• [8] Castells R., 2017, Five tips for machining carbon fiber, http://www.element.com/
• [9] Guangjun L., Hongyuan C., Zhen H., Fei G., Tao C., 2017, Surface quality of staggered PCD end mill in milling of carbon fiber reinforced plastics, Applied Sciences, Vol. 7.
• [10] Infotec sp. z o.o. advertising materials, 2017.
• [11] Szymański R., 2017, “Quality control process of manufactured composite structures”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 1(246).
• [12] Kozaczuk K., Zalewska M., 2016, “Composite testing laboratory performance development based on Lean Sigma approach – case study”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 4(245).
• [13] Jaśkiewicz R., 2016, “Influence of the drilling process parameters on the quality and mechanical properties of drilling holes in carbon composites”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 3(244).
• [14] Jaśkiewicz R., Stepniowska A., 2016, “Methodology of outliers determination for composite materials strength tests”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 3(244).
• [15] Karny M., 2016, “The influence of hygrothermal conditioning on bearing strength of carbon-fiber/epoxy laminate”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 3(244).
• [16] Wilk J., 2016, “Development and implementation of a testing method for the characterization of interlaminar delamination propagation in laminates under fatigue mode I loading conditions”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 2(243).
• [17] Jaśkiewicz R., Stepniowska A., 2016, “Pracitcal application of FAA methodology of composite specimens used to material tests qualifications”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 3(244).
• [18] Sałacińska A., 2016, “Review of physical tests for composite materials characterization”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 3(244).
• [19] Karny M. Falczyński P., 2017, “The influence of the fastener hole preparation method on the fastener pull-through process in a carbon composite”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 1(246).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).