El procesamiento de estructuras compuestas difiere significativamente del de las piezas metálicas, lo que conduce a defectos de procesamiento únicos. Numerosos estudios han observado estos defectos. La mayoría de los problemas en el procesamiento de materiales compuestos están relacionados con la calidad del procesamiento; Los principales defectos de procesamiento son los siguientes:
Los defectos causados por daños mecánicos incluyen el desprendimiento de la fibra-, la delaminación, el desgarro y la formación de grietas superficiales en los materiales.
Defectos causados por daño térmico: quemaduras del sustrato, etc.;
Defectos causados por daños químicos: contracción del material de la matriz y separación de la interfaz de la fibra-matriz.
Los choques mecánicos y térmicos generados durante el procesamiento de materiales compuestos provocaron los defectos antes mencionados.
Daño mecánico
1. Rebabas de fibra
La herramienta de corte no puede cortar las fibras de forma eficaz, lo que produce rebabas. Las fibras cortadas rozan contra la cara de inclinación de la herramienta durante el taladrado o el fresado. Este fenómeno ocurre principalmente al mecanizar compuestos de fibra de aramida.
2. Arranque-de fibras y desunión de la matriz
Las fibras intactas se separan de la matriz, lo que provoca que las fibras se desunen. El filo actúa sobre la superficie mecanizada, haciendo que las fibras se doblen y se desplacen con respecto a la matriz. El deslizamiento de la fibra provoca la desunión en la interfaz fibra/matriz.
La extracción de la fibra-se produce cuando la dirección de la fibra está entre 15 grados y 75 grados con respecto a la dirección de desplazamiento de la herramienta. La fibra está sometida a una tensión que provoca desgarros entre la fibra y la matriz, lo que produce picaduras en la superficie mecanizada. Este fenómeno es más común cuando el material es un laminado muy orientado o cuando se reduce el filo de la herramienta. Este fenómeno se repetirá en el mismo ángulo entre la herramienta y la fibra en cada capa.
3. Capas
La delaminación se caracteriza por la separación de capas a lo largo de la dirección del espesor del material compuesto y la formación de microfisuras entre capas. Esta forma de daño se produce durante la perforación, especialmente cuando la broca está a punto de salir o ya ha salido de la placa de material compuesto. Durante el fresado, este fenómeno está relacionado con la geometría de la herramienta de corte, que separa la capa superficial del material de la capa central.
Las grietas entre capas también pueden ser causadas por el procesamiento y están determinadas principalmente por la dirección de la fibra y la dirección de desplazamiento de la herramienta.
daño térmico
El sobrecalentamiento localizado durante el procesamiento de materiales compuestos puede provocar daños térmicos. Generalmente, este daño provoca la carbonización de la matriz termoestable y la fusión de la matriz termoplástica. También puede dañar las fibras (quema de fibras de carbono). Este daño se produce de dos formas: con o sin degradación térmica.
