La lavorazione delle strutture composite differisce notevolmente da quella delle parti metalliche, portando a difetti di lavorazione unici. Numerosi studi hanno osservato questi difetti. La maggior parte dei problemi nella lavorazione dei materiali compositi sono legati alla qualità della lavorazione; i principali difetti di lavorazione sono i seguenti:
I difetti causati da danni meccanici includono il distacco delle fibre-, la delaminazione, la lacerazione e la formazione di crepe superficiali nei materiali.
Difetti causati da danni termici: bruciature del supporto, ecc.;
Difetti causati da danni chimici: ritiro del materiale della matrice e separazione dell'interfaccia della matrice fibrosa-.
Gli shock meccanici e termici generati durante la lavorazione dei materiali compositi hanno causato i suddetti difetti.
Danno meccanico
1. Bave di fibra
L'utensile da taglio non è in grado di tagliare le fibre in modo efficace, provocando bave. Le fibre tagliate sfregano contro la superficie della lama dell'utensile durante la foratura o la fresatura. Questo fenomeno si verifica principalmente durante la lavorazione di compositi in fibra aramidica.
2. Estrazione della fibra-e distacco della matrice
Le fibre ininterrotte si separano dalla matrice, determinando il distacco delle fibre. Il tagliente agisce sulla superficie lavorata, provocando la flessione e lo spostamento delle fibre rispetto alla matrice. Lo slittamento della fibra porta al distacco dell'interfaccia fibra/matrice.
L'estrazione della fibra-si verifica quando la direzione della fibra è compresa tra 15 gradi e 75 gradi rispetto alla direzione di spostamento dell'utensile. La fibra è sottoposta a uno stress che provoca la lacerazione tra la fibra e la matrice, con conseguenti cavità sulla superficie lavorata. Questo fenomeno è più comune quando il materiale è un laminato altamente orientato o quando l'affilatura dell'utensile è ridotta. Questo fenomeno si ripeterà allo stesso angolo tra l'utensile e la fibra in ogni strato.
3. Stratificazione
La delaminazione è caratterizzata dalla separazione degli strati lungo la direzione dello spessore del materiale composito e dalla formazione di microfessurazioni interstrato. Questa forma di danno si verifica durante la foratura, soprattutto quando la punta del trapano sta per uscire o è già uscita dalla piastra in materiale composito. Durante la fresatura, questo fenomeno è legato alla geometria dell'utensile da taglio, che separa lo strato superficiale del materiale dallo strato centrale.
Le cricche tra gli strati possono anche essere causate dalla lavorazione e sono determinate principalmente dalla direzione delle fibre e dalla direzione di spostamento dell'utensile.
danno termico
Il surriscaldamento localizzato durante la lavorazione del materiale composito può portare a danni termici. Generalmente questo danno provoca la carbonizzazione della matrice termoindurente e la fusione della matrice termoplastica. Può anche danneggiare le fibre (combustione delle fibre di carbonio). Questo danno si presenta in due forme: con o senza degrado termico.
