Studium povrchových defektů a prachových částic při frézování materiálu vyztuženého uhlíkovými vlákny
Loading...
Date
2025-06-09
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá analýzou procesu frézování kompozitních materiálů vyztužených uhlíkovými vlákny s důrazem na optimalizaci řezných podmínek pro minimalizaci defektů a maximalizaci velikosti prachových částic. Cílem teoretické části bylo shrnutí dosavadních poznatků o tvorbě prachových částic a jejich vlivu na lidské zdraví, dále o defektech při obrábění KVUV a možnosti jejich zmírnění. Cílem výzkumu bylo identifikovat vliv řezných podmínek (řezná rychlost, posuv na zub, radiální hloubka řezu) na kvalitu obrobeného povrchu, opotřebení nástroje, delaminaci a velikost generovaných prachových částic. Experimentální část zahrnovala testování 27 kombinací řezných podmínek, použití podpůrných HDF desek a dočasné zvýšení adheze vrstev způsobené PVA lepidlem, dále zvýšení lomové houževnatosti PVA lepidlem s příměsí mikročástic amorfního uhlíku. Výsledky ukázaly, že vyšší posuv a hloubka řezu zvyšují drsnost povrchu a delaminaci, zatímco HDF desky účinně snižují delaminaci. Práce přináší shrnutí a zhodnocení výsledků a doporučení pro průmyslovou praxi, včetně optimalizovaných řezných podmínek a doporučených metod pro snížení negativních dopadů obrábění kompozitních materiálů vyztužených uhlíkovými vlákny.
This diploma thesis focuses on the analysis of the milling process of carbon fiber reinfor-ced polymer (CFRP) composites, with an emphasis on optimizing cutting conditions to minimize defects and maximize dust particle size. The aim of the theoretical part was to summarize existing knowledge on the formation of dust particles and their impact on human health, as well as on defects occurring during CFRP machining and methods for their mitigation. The goal of the research was to identify the influence of cutting parameters (cutting speed, feed per tooth, and radial depth of cut) on surface quality, tool wear, delamination, and the size of generated dust particles. The experimental part included testing 27 combinations of cutting conditions, using supportive HDF boards, and temporarily enhancing interlayer adhesion using PVA glue. Furthermore, the fracture toughness was increased by adding amorphous carbon microparticles to the PVA adhesive. The results showed that higher feed and cutting depth lead to increased surface roughness and delamination, whereas HDF boards effectively reduce delamination. The thesis provides a summary and evaluation of the results along with recommendations for industrial practice, including optimized cutting parameters and suggested methods to reduce the negative impacts of machining carbon fiber reinforced composite materials.
This diploma thesis focuses on the analysis of the milling process of carbon fiber reinfor-ced polymer (CFRP) composites, with an emphasis on optimizing cutting conditions to minimize defects and maximize dust particle size. The aim of the theoretical part was to summarize existing knowledge on the formation of dust particles and their impact on human health, as well as on defects occurring during CFRP machining and methods for their mitigation. The goal of the research was to identify the influence of cutting parameters (cutting speed, feed per tooth, and radial depth of cut) on surface quality, tool wear, delamination, and the size of generated dust particles. The experimental part included testing 27 combinations of cutting conditions, using supportive HDF boards, and temporarily enhancing interlayer adhesion using PVA glue. Furthermore, the fracture toughness was increased by adding amorphous carbon microparticles to the PVA adhesive. The results showed that higher feed and cutting depth lead to increased surface roughness and delamination, whereas HDF boards effectively reduce delamination. The thesis provides a summary and evaluation of the results along with recommendations for industrial practice, including optimized cutting parameters and suggested methods to reduce the negative impacts of machining carbon fiber reinforced composite materials.
Description
Subject(s)
kompozity vyztužené uhlíkovými vlákny, frézování, delaminace, prachové částice, řezné podmínky, PVA lepidlo, HDF desky, drsnost povrchu, opotřebení řezného nástroje