碳纤维复合材料的应用领域从航空航天到军工，现在已经覆盖民用领域，这主要是由于碳纤维复合材料自身独特的材质特性以及出色的力学性能和可设计性，不过也由于其具有独特的力学性能，导致在生产加工的时候极容易发生形状的变化，使得刀具被严重的破坏，并影响最终的效果。

苏州挪恩复合材料在碳纤维复合材料的定制加工方面拥有丰富的成功案例，针对碳纤维复合材料加工深有心得。据挪恩复材刘工介绍，国内很多机构都针对碳纤维的加工工艺进行研究和试验，某机构曾利用有限元模型验证碳纤维复合材料超声磨削工艺。如果你对此很感兴趣，可以接着看下面的文章介绍。

有限元建模

碳纤维复合材料层合板有限元模型的单元类型为C3D8T，采用Sweep扫略网格划分技术，运用Medial axis算法进行局部网格加密。为了防止碳纤维复合材料层合板在钻削加工的过程中发生移动，限制该层合板沿X、Y方向的移动；并且限制整体沿Z方向的移动。建立初始预定义温度场，设置该层合板的所有单元预定义温度为25℃。

开孔器和套料钻的单元类型都为C3D4T，都采用Free自由网格划分技术，采用默认算法。进行网格划分时，简化钎焊金刚石套料钻端部金刚石颗粒，两个刀具都各自设置了材料属性，并设为刚体。

有限元分析结果

该仿真主要探究主轴转速和进给速度对CFRP层合板钻孔质量的影响。根据结果可知无论是哪种刀具，随着主轴转速的提高，孔口破坏程度不断变小，这说明提高主轴转速有利于提高加工孔口的质量，且开孔器受主轴转速影响小于钎焊金刚石套料钻；进给速度越大，最大破坏因子越大，主轴转速越大，最大破坏因子越小，且钎焊金刚石套料钻受主轴转速影响大于硬质合金开孔器。

验证试验

试验材料采用碳纤维增强复合材料T300，板材厚度为0.6mm；所使用的刀具为硬质合金开孔器和钎焊金刚石套料钻，直径均为Φ14mm。遵循该正交实验法进行具体实验，得到硬质合金开孔器和钎焊金刚石套料钻实际加工碳纤维复合材料层合板的结果。由实验结果与仿真结果虽然有一定的误差，但是在容许的范围内。实验加工的情况与ABAQUS软件模拟仿真的情况相一致。
 

“该实验是利用建立碳纤维复合材料制孔加工有限元分析模型的方法，对钎焊金刚石套料钻和硬质合金开孔器钻削碳纤维复合材料分别进行了研究”刘工介绍道。

通过对比加工后孔出口最大破坏因子以及具体实验验证得出以下结论：

1、在一定的加工效率前提下，钻削碳纤维复合材料应选用高主轴转速、低进给速度。2、无论采取何种工艺参数，硬质合金开孔器的最大破坏直径都要小于钎焊金刚石套料钻，说明硬质合金开孔器钻削碳纤维复合材料的孔口质量优于钎焊金刚石套料钻，更适于钻削加工碳纤维复合材料。3、应用模拟方法在一定程度上可代替传统钻削实验，这样能更方便地优化钻削参数，降低实验成本。以上关于碳纤维复合材料加工工艺的研究，经过实验验证，研究成果为碳纤维复合材料高质量、高效率孔加工技术的发展提供理论支持，挪恩复材也将结合自身现有技术，积极优化，降低加工成本，为广大客户提供更为优质的碳纤维产品。