Karbon fiber kumaşı kesmenin ve şekillendirmenin en iyi yolu nedir?

Karbon Fiber Kumaş için Gerekli Kesme Aletleri

Tungsten, karbür ve elmas bıçaklar: Hassasiyet ve düşük toz performansı

Karbon elyaf kumaşla çalışırken temiz ve güvenli sonuçlar almak için doğru bıçak malzemesini seçmek büyük fark yaratır. Volfram karbür bıçaklar diğer seçeneklere kıyasla daha uzun süre dayanır ve keskinliğini daha iyi korur ve aynı zamanda makul fiyatlıdır, bu da işçilerin onları değiştirmeleri gerene kadar saatlerce boyama yapabilmeleri anlamına gelir. Ancak kaplama elmas bıçaklar bunu bir adım ileri taşır. Araştırmalar, bunların normal çelik veya karbür bıçaklara göre ortamda dolaşan tozu yaklaşık %60 oranında daha az oluşturduğunu göstermiştir. Bu önemli çünkü karbon elyaftan gelen küçük parçacıklar (10 mikrondan küçük) tıbbi raporlara göre akciğer sorunlarına neden olabilir. Kenarları budarken ya da karmaşık şekiller oluştururken gibi detaylı işlemlerde elmas bıçaklar dokunmamış kenarlar oluşturarak düzgün kesimler sağlar. Karbür ise performans, ömür ve maliyet açısından hâlâ iyi bir denge sunar. Hangi bıçağın kullanılırsa kullanılsın, kesim sırasında zararlı parçacıkların oluştuğu noktada emilmesi için bir tür vakum sistemi bağlamak faydalıdır.

Ultrasonik ve çok dişli yuvarlak bıçaklar: Prepreg ve kuru kumaşta katmanlaşma önleme

Karbon fiber malzemelerle çalışırken, özellikle hepimizin uğraştığı reçine emdirilmiş prepreglerde kesme işlemleri sırasında kabuklanma en büyük baş ağrısıdır. Standart kesme yöntemleriyle uygulanan mekanik kuvvetler genellikle katmanların ayrılmasına veya lif hizalamasının tamamen bozulmasına neden olur. İşte bu noktada ultrasonik bıçaklar gerçekten öne çıkar. Bu aletler çok düşük genlikte 20 ile 40 kHz arasında frekanslarda titreşir ve bunun sayesinde sorunlara neden olan yanal basıncı uygulamadan liflerin içine keskin bir şekilde girebilir. Bağımsız testler, bu özel bıçakların standart kesme ekipmanlarına kıyasla kenar kusurlarını yaklaşık olarak dörtte üç oranında azalttığını göstermiştir. Özellikle kuru kumaşları işlemek için çok dişli yuvarlak bıçaklar harika sonuçlar verir çünkü basamaklı dişleri tüm kesme hattı boyunca gerilimi eşit şekilde dağıtır. Bu da liflerin temiz bir şekilde kesilmesi yerine çekilip kopması gibi sinir bozucu durumların önüne geçer ve dokuma yapısının sağlam kalmasını sağlar. Günlük kullanım açısından bakıldığında, çoğu deneyimli teknisyen matris malzemenin sıkışmasını önlemek için aşağı yönlü basıncın 5 psi'nin altında tutulmasını önerir. Ayrıca bıçak bakımını da unutmayın — zaman içinde tutarlı sonuçlar alabilmek için kesim aletlerini yaklaşık 150 metrelik kullanımdan sonra değiştirin.

Karbon Lif Kumaş için Kanıtlanmış Manuel Kesim Teknikleri

Düz kesimler: Kılavuz çizme, alt tahta seçimi ve gerginlik yönetimi

Mükemmel düz kesimler elde etmek, her adımda dikkatli olmayı gerektirir. Öncelikle kılavuz çizme işlemiyle başlayın. Bir alüminyum cetveli veya çelik kenarı sıkıca sabitleyin ve bir tungsten karbür bıçağı birkaç hafif geçişte, hafifçe üst üste gelecek şekilde malzeme üzerinde gezdirerek kesimden önce malzemeyi kılavuzlayın. Ardından tek bir düzgün hareketle kesimi yapın. HDPE altlık tahtaları burada da harika iş çıkarır. Pürüzsüz, gözeneksiz yüzeyleri malzemenin dökülmesini engeller ve aşındırıcı maddelerin bıçağa kaçmasını önler. İyi sonuçlar almak için gerilimi yönetmek çok önemlidir. Kumaş kenarlarını düşük yapışkanlı bant gibi bir malzemeyle sabitleyin ve keserken hafif ama sabit bir baskı uygulamaya devam edin. Kompozit Üretim Enstitüsü bu konuda bazı testler yaptı ve insanların destek kullanarak gerilime dikkat etmeleri durumunda, desteksiz çalışılmasına kıyasla kenar sorunlarının yaklaşık %70 daha az olduğunu tespit etti.

Eğri ve karmaşık şekiller: Döner kesim yolları, şablon kullanımı ve kat hizalama ipuçları

Keskin, yuvarlak bıçaklara sahip döner kesiciler, elyaf sürekliliğini korurken dar yarıçaplı eğrilerde üstün performans gösterir. Doğruluk sağlamak ve pilinmesini en aza indirmek için:

• Maskalama bandını doğrudan kumaş yüzeyine uygulayın ve şablonları üzerine çizerek, elyaf kabarmasına direnen net ve sabit bir kılavuz oluşturun;
• Kes çizginin hemen dışında kesin, akıcı hareketlerle kesin—eğrinin ortasında asla kaldırın veya durmayın;
• Çok katmanlı istifler için, katmanları vakum torbalarının altına yerleştirilmeden önce hizalama pimleriyle tam olarak hizalayın ve kaymayı önleyin.
  Uzmanlar, köşelerde kesme hızını %30 azaltmayı , sürekli 15–20° bıçak açısını korumayı ve bıçağı değil iş parçasını döndürmeyi, kenar kalitesini korumak ve lokal ısınma veya katman ayrılmasını önlemek için önerir.

Karbon Elyaf Kumaşın Lazerle Kesimi: Kabiliyetler ve Kritik Sınırlamalar

CO² ve Fiber Lazer Karşılaştırması: Kenar Kalitesi, Termal Hasar ve Elektrik İletkenliği Riskleri

Karbon fiber kesiminde lazer teknolojisi mükemmel bir tutarlılık sağlar ancak güvenlik, kalite ve parça bütünlüğü açısından doğru sistemi seçmek her şeyi değiştirir. Yaklaşık 10,6 mikron dalga boyunda çalışan CO2 lazerler organik reçinelerle iyi çalışır ve epoksi veya vinil ester matrisi fazla ısıtmadan düzgün kenarlar elde etmenizi sağlar. 1,06 ile 1,08 mikron aralığındaki fiber lazerler ise üç kat daha hızlı kesim yapabilir. Sorun ne mi? Kısa dalgaboyları, iletken karbon fiberler tarafından emilip bazen geri yansıtılabiliyor. Bu yansımanın özellikle kenarlar veya dikişler yakınında çalışılırken ciddi elektriksel sorunlara ve öngörülemeyen ışın sapmalarına neden olduğunu gördük. Başka büyük bir endişe de ısıdan etkilenen bölgelerdir. Araştırmalar, bu bölgelerin fiber lazerlerle 0,4 ila 0,8 mm daha derine gittiğini gösteriyor; bu durum genellikle reçinenin kararmasına, ince katmanların ayrılmasına ve yapısal parçalarda katmanlar arası bağın zayıflamasına neden olur. Elbette fiber lazerler yarım milimetreden ince malzemelerde yaklaşık %25 daha iyi verim sunar, ancak çoğu atölye hâlâ kritik havacılık parçaları veya yük taşıması gereken uygulamalar için CO2 sistemlerini tercih eder. Hangi tür lazer işlemi yapılırsa yapılsın, uygun havalandırma şarttır. Malzemeler termal olarak bozunduğunda ortaya çıkan zararlı gazları yakalayabilmek için HEPA filtreli endüstriyel duman ekstraktörleri gereklidir.

Karbon Lif Kumaşı ile Çalışırken Güvenlik ve Çevre Kontrolleri

Karbon fiber ile çalışmak, çalışanlar ve çevre için katı güvenlik önlemleri gerektirir. Bu küçük karbon fiberlerin (10 mikrondan daha küçük) solunması söz konusu olduğunda ciddi bir tehlike vardır. Bu malzemeyle düzenli olarak çalışan kişiler genellikle kronik bronşit veya diğer akciğer sorunlarıyla karşılaşır. Bu nedenle kesme, zımparalama veya kenar temizleme işlemleri yapılırken NIOSH onaylı N95 maskelerinin kullanılması zorunludur. Uzun süre maruz kalan bazı kişiler için P100 solunum cihazları gerekebilir. Bu malzemelere temas, cildi de tahriş eder; bu yüzden atölye ortamında nitril eldivenler ve kaliteli uzun kollu giysiler kesinlikle kullanılmalıdır. Yeterli havalandırma için çoğu atölye, kesme işlemi yapılan yere yaklaşık 15 santimetre mesafede, doğrudan yanına yerel egzoz sistemleri kurar. Bu sistemler, havadaki partiküllerin %90'ından fazlasını toplamalıdır. Birçok tesis ayrıca toz seviyelerini kontrol altında tutmak için alan boyunca HEPA hava purifikatörleri çalıştırır ve bu seviye OSHA standartlarına ve AB yönetmeliklerine göre idealde kübik metre başına 0,1 mg'ın altında olmalıdır. İkilenmemiş reçine karışımları ve artan karbon artıkları tehlikeli atık malzemeler olarak kabul edilir. Bunların EPA'nın 40 CFR Bölüm 261 bölümünde yer alan yönergeler doğrultusunda açıkça işaretlenmiş uygun şekilde sızdırmaz kaplara alınarak özel olarak bertaraf edilmesi gerekir. Her atölyede kimyasal olarak tepkime vermeyen, vermikulit gibi maddeler içeren sızıntı müdahale setleri hazır bulundurulmalıdır. İletken zemin kaplaması, özellikle çözücüler veya katalizörlerle çalışılırken, kuru kumaşların işlenmesi sırasında tehlikeli statik birikimini önler ve yangın riskini azaltır.