2 / 13
С.А. Котов, Н.А. Лябин, В.В. Блинков
74
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
Введение.
Углепластики являются волокнистыми полимерными композицион-
ными материалами (ВПКМ), в которых в качестве наполнителя используются уг-
леродные и графитизированные волокна, нити, ленты, ткани различной текстуры,
а в качестве связующей матрицы — термореактивные или термопластичные пла-
стики на основе эпоксидных, имидных, фенольных и других смол. Углепластики
относятся к ключевым материалам для легковесных конструкций, все более широ-
ко применяемым в авиации, автомобилестроении, ракетостроении, машинострое-
нии, производстве космической и медицинской техники и т. д. Их использование
дает значительный экономический эффект. Например, в летательных аппаратах
достигается снижение массы от 10 до 30 %. Кроме низкой плотности, к уникаль-
ным эксплуатационным свойствам углепластиков относятся высокие прочность и
упругость, статическая и динамическая выносливость, усталостная прочность,
термостойкость, химическая стойкость, огнестойкость и др. Оценочные значения
объема использования ВПКМ в конструкциях авиакосмической техники показаны
на рис. 1 [1].
Рис. 1.
Доля использования ВПКМ в авиакосмической отрасли (% масс.)
При производстве изделий из ВПКМ на финальном этапе изготовления
применяют контурную резку и сверление сквозных отверстий для крепежных
элементов. Эти операции выполняются механической обработкой режущим
инструментом, а также гидроабразивной и лазерной обработкой. Сравнитель-
ный анализ характеристик данных способов обработки приведен в работе [2], из
которого следует, что высокая производительность, отсутствие механического
воздействия на материал и износа инструмента характеризуют лазерную обра-
ботку ВПКМ волоконными лазерами мультикиловаттного диапазона (в импуль-
сном или непрерывном режимах работы) как одно из перспективных направле-
ний без недостатков традиционных способов обработки.
Основные факторы, влияющие на итоговое качество детали при лазерной
обработке, подробно рассмотрены в работе [3].