Prozessgestaltung und experimentelle Untersuchung der Bohrvorgänge eines hybriden Aluminium/Kohlefaser-verstärkten Polymer/Titan-Verbunds

Kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe (CFRP) werden zunehmend in der Luftfahrt- und Automobilindustrie eingesetzt. Um die Steifigkeit und Ermüdungsbeständigkeit zu erhöhen, werden Aluminium (Al) und Titan (Ti) Legierungen zusammen mit CFRP-Materialien verwendet. Das Bohren ist ein gängiges Verfahren zur Herstellung dieser hybriden Verbundstapel. Diese Studie untersucht den Einfluss von Prozessparametern, Temperatur, Werkzeugverschleiß, Vorschubkraft und Drehmoment auf CFRP/Al/Ti-Hybridverbunde während der Trockenbearbeitung. Tests wurden mit verschiedenen Bohrgeschwindigkeiten, Vorschüben und Stapelordnungen unter Verwendung eines Vollhartmetall-Werkzeugs (WC) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Vorschub einen signifikanten Einfluss auf die Prozessausgänge hat. Die Temperatur bleibt niedrig, wenn der Vorschub steigt. Der Delaminationsfaktor ist im Ti-Stapel am höchsten. Darüber hinaus nehmen Delamination und Temperatur mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit zu. Schließlich zeigt die Al-Stapelanordnung in Bezug auf den Werkzeugverschleiß eine schlechte Leistung, wobei dieser bei der niedrigsten Vorschubrate mehr als 330 Mikrometer beträgt.