복합재 구조물의 가공은 금속 부품의 가공과 크게 다르기 때문에 독특한 가공 결함이 발생합니다. 수많은 연구에서 이러한 결함이 관찰되었습니다. 복합 재료 가공의 대부분의 문제는 가공 품질과 관련이 있습니다. 주요 처리 결함은 다음과 같습니다.

기계적 손상으로 인한 결함에는 섬유 빠짐-, 박리, 찢어짐, 재료 표면 균열 형성 등이 있습니다.

열 손상으로 인한 결함: 기판 화상 등;

화학적 손상으로 인한 결함: 매트릭스 재료의 수축 및 섬유-매트릭스 인터페이스의 분리.

복합재료 가공 과정에서 발생하는 기계적, 열적 충격으로 인해 앞서 언급한 결함이 발생하게 되었습니다.

기계적 손상

1. 섬유 버

절단 도구는 섬유를 효과적으로 절단할 수 없어 버가 발생합니다. 절단된 섬유는 드릴링 또는 밀링 중에 공구의 경사면과 마찰됩니다. 이 현상은 주로 아라미드 섬유 복합재를 가공할 때 발생합니다.

2. 섬유 풀아웃 및 매트릭스 분리

깨지지 않은 섬유는 매트릭스에서 분리되어 섬유가 분리됩니다. 절삭날은 가공된 표면에 작용하여 섬유가 매트릭스에 대해 구부러지고 변위되도록 합니다. 섬유 미끄러짐은 섬유/매트릭스 인터페이스에서 분리로 이어집니다.

섬유 풀아웃-은 섬유 방향이 도구 변위 방향에 대해 15도에서 75도 사이에 있을 때 발생합니다. 섬유는 섬유와 매트릭스 사이에 찢어짐을 유발하는 응력을 받게 되어 가공된 표면에 구멍이 생깁니다. 이 현상은 재료가 고도로 배향된 라미네이트이거나 도구 선명도가 감소된 경우 더 일반적입니다. 이 현상은 각 레이어의 도구와 섬유 사이에서 동일한 각도로 반복됩니다.

3. 레이어링

박리는 복합재료의 두께 방향을 따라 층이 분리되고 층간 미세 균열이 형성되는 것을 특징으로 합니다. 이러한 형태의 손상은 드릴링 중에 발생하며, 특히 드릴 비트가 복합 재료 플레이트에서 나오려고 하거나 이미 나왔을 때 발생합니다. 밀링 중에 이 현상은 재료의 표면층을 코어층에서 분리하는 절삭 공구의 형상과 관련이 있습니다.

층간 균열은 가공으로 인해 발생할 수도 있으며 주로 섬유 방향과 공구 변위 방향에 의해 결정됩니다.

열 손상

복합 재료 가공 중 국부적인 과열로 인해 열 손상이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 이러한 손상은 열경화성 매트릭스의 탄화 및 열가소성 매트릭스의 용융을 유발합니다. 또한 섬유를 손상시킬 수도 있습니다(탄소 섬유의 연소). 이러한 손상은 열적 저하가 있거나 없는 두 가지 형태로 발생합니다.