複合材の穴あけは、金属航空機構造の穴あけとは異なります。 精密な穴をあけるには、さまざまな種類のビット、より高速、より低い送りが必要です。 カーボンファイバーとエポキシ樹脂で作られた構造は非常に硬くて摩耗性が高いため、特殊な平溝ビットまたは同様の 4 溝ビットが必要です。 アラミド繊維 (Kevlar®)、エポキシ複合材料はカーボン繊維ほど硬くありませんが、エポキシに埋め込むときにきれいに切断しないと繊維が摩耗したり破れたりしやすいため、特別なカッターを使用しない限り穴あけは困難です。 洗濯ばさみの先端とフィッシュテールの先端を備えた特別なドリルは、ボアホールから繊維を除去する前に繊維を切断するために開発されました。 Kevlar® またはエポキシ部品が 2 つの金属部品の間に挟まれている場合は、標準のツイスト ドリルを使用できます。

装置

空気圧ツールは、複合材料に穴を開けるために使用されます。 ドリルモーターの自由速度は最大 20,000 回転/分です。 ボアホール複合材料の一般的なルールは、高速と低い送り (圧力) を使用することです。 給電制御を備えた掘削装置は、給電制御のない掘削モーターよりも優れた開口品質を実現できます。 特に厚いラミネートの場合は、穴あけガイドをお勧めします。

標準のツイスト ドリル ビットを使用して複合構造に穴を開けないでください。 標準の HSS は、すぐに鈍くなり、過剰な熱が発生し、層の剥離、繊維の断裂、および許容できない穴の品質が発生するため、許容できません。

炭素繊維とガラス繊維に使用されるビットは、繊維が非常に硬く、標準的な高速度鋼 (HSS) ビットでは長持ちしないため、ダイヤモンド コーティングされた材料または超硬ソリッドで作られています。

通常はツイストドリルが使用されますが、ブラッドビットも使用できます。 ケブラー繊維はカーボン繊維ほど硬くないため、標準的な高速度鋼ドリルビットで使用できます。 標準ビットを使用すると開口品質が劣る可能性があり、ビットの種類は鎌型クロエンケビットです。 ドリルは最初に繊維を引っ張り、次に繊維を剪断することで、より高品質の穴を開けることができます。 より大きな穴は、ダイヤモンド コーティングされたホールソーまたはフライ カッターを使用して切断できますが、フライ カッターはボール盤のフライ カッターでのみ使用でき、ドリル モーターでは切断できません。

操作手順と注意事項

複合ボーリングモーターは 2000 ～ 20,000 rpm で低送り速度で動作します。 油圧フラッシングまたは他のタイプの送り制御を備えたビットモーターは、複合材からのビットのサージを制限するため、良い選択です。 これにより、バーストダメージや層間剥離が軽減されます。 ベルト製品で作られた部品は特に破裂損傷を受けやすいです。 布素材のパーツは傷みにくいです。 複合構造は、ひび割れを避けるために、金属板または金属板で裏打ちする必要があります。 複合構造の穴は通常、小さなパイロット穴で事前に開けられ、次にダイヤモンドコーティングされたビットまたは超硬ビットで拡大され、さらに超硬リーマーで最終的な穴サイズまで拡大されます。

バックリーミングは、カーボンファイバーエポキシ樹脂部品を金属基礎構造部品に取り付けるときに発生する可能性のある状態の 1 つです。 カーボンファイバーのエポキシ部分にある穴の後端は、複合材から引き出された金属の削りくずによって浸食されたり、照射されたりする可能性があります。 これは、部品間に隙間がある場合、または金属片が小さな部品ではなく直線である場合によく発生します。 バックドリリングは、送りと速度、工具形状の変更、部品のクランプの改善、最終リーマの増加、ペッキングドリルの使用、またはこれらの方法の組み合わせによって、削減または排除できます。

複合部品を金属部品と組み合わせて穴あけ加工する場合、金属部品が穴あけ速度を制御できます。 たとえば、腐食の観点からチタンがカーボンファイバーエポキシと適合する場合でも、チタンが冶金学的損傷を受けないようにするために、穴あけ速度を下げる必要があります。 チタン合金は低速、高送りで穴あけ加工が可能です。 チタンビットには適していますが、カーボンファイバーやグラスファイバービットには適していない場合があります。 チタンの穴あけに使用されるビットは通常コバルトバナジウムでできています。 カーボンファイバーに使用されるビットは超硬またはダイヤモンドコーティングで作られており、ビットの寿命を延ばし、正確な穴を形成します。 No. 40 ビットなどの小径の高速度鋼 (HSS) ビットは、超硬ビットが比較的脆く破損しやすいため、手動で下穴を開ける場合によく使用されます。 これらの小さな HSS ビットは比較的低コストであるため、限られた寿命を補うことができます。 ハイスドリルでは1つの穴しか開けられません。

手動穴あけ作業における超硬カッターに関する最も一般的な問題は、工具の損傷 (エッジオフ) に対処することです。 特にビット レールを使用する場合、鋭く、ゆっくりと一定の送りビットを使用すると、カーボンファイバー エポキシや薄いアルミニウムに 0.1 mm (0.004 インチ) の公差穴が生じる可能性があります。 硬い工具を使用すると、より厳しい公差を維持できます。 カーボンファイバーエポキシの下の構造がチタンの場合、ドリルがカーボンファイバーエポキシを通してチタンチップを引き込み、穴を広げる可能性があります。 この場合、開口公差を維持するために最終的なリーマ加工が必要になる場合があります。 の穴