Kohlefaser ist ein Verbundwerkstoff (in der Regel CFK), der bei der CNC-Bearbeitung häufig Probleme bereitet:

• Delamination: Schnittkräfte, die dazu führen, dass sich die Kohlefaserschichten ablösen.
• Ausfransen und Faserauszug: Die Fasern an den Kanten lassen sich nicht sauber schneiden und hinterlassen grobe Grate.
• Schneller Werkzeugverschleiß: Kohlefaser ist sehr abrasiv, so dass Standardwerkzeuge extrem schnell stumpf werden.
• Gefahr durch Staub: Der entstehende Feinstaub ist schädlich für die Atemwege und leitfähig, was zu elektrischen Kurzschlüssen in Maschinen führen kann.

Aufgrund der Abrasivität der Kohlefaser werden die folgenden Werkzeuge dringend empfohlen:

• PCD (Polykristalliner Diamant) Werkzeuge: Bieten die längste Standzeit, ideal für die Großserienproduktion, sind jedoch teurer.
• CVD (Chemische Gasphasenabscheidung) Diamantbeschichtete Hartmetallwerkzeuge: Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, deutlich längere Lebensdauer als unbeschichtete Werkzeuge.
• Spezialisierte Carbonfaser-Fräser: Diese weisen oft spezielle Rillen auf (z. B. Diamantschnitt, Kompressionsfräser), die das Material nach unten oder zur Mitte hin drücken, um Delamination und Ausfransen zu verhindern.

Vermeiden Sie die Verwendung von Standard-Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) oder unbeschichteten Hartmetallwerkzeugen.

Im Allgemeinen, Trockenbearbeitung bevorzugt wird.

Flüssiges Kühlmittel kann zwar die Temperatur senken und Späne abspülen, aber durch die Vermischung mit Kohlenstofffaserstaub entsteht ein abrasiver Schlamm, der sehr schwer zu reinigen ist und die Maschinensysteme verstopfen kann. Außerdem können einige Harzmatrizen Wasser absorbieren, was zu Dimensionsänderungen oder einer Verschlechterung der Eigenschaften führt.

Eine bessere Methode zur Wärme- und Spanabfuhr ist die Verwendung eines leistungsstarkes Industriesaugsystem (Staubabsaugung) direkt an der Schneidzone positioniert. Dadurch bleibt das Werkstück sauber, es wird ein Teil der Wärme abgeführt und, was am wichtigsten ist, der Bediener und die Maschine werden geschützt.

Die Verhinderung von Delamination ist von entscheidender Bedeutung und kann durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden:

• Verwenden Sie Kompressionsrouter: Ihre nach oben und unten geschnittene Rillenform komprimiert das Material zur Mitte hin und stützt so sowohl die obere als auch die untere Lage.
• Optimieren Sie die Schnittparameter: Verwenden Sie eine höhere Spindeldrehzahl (RPM) und einen geringeren Vorschub, um die Spanbelastung pro Zahn zu reduzieren und die Schnittkräfte zu minimieren.
• Verwenden Sie eine Unterlegplatte (Opferplatte): Legen Sie ein starres Material (z. B. Aluminium oder Hartplastik) unter das Teil und schneiden Sie es beim Bohren oder Fräsen durch. Dadurch wird die untere Schicht der Fasern gestützt.
• Klettern Fräsen: Beim Profilieren von Kanten wird mit dem Gleichlauffräsen im Allgemeinen eine bessere Oberflächengüte erzielt als mit dem konventionellen Fräsen.

Die Toleranzmöglichkeiten hängen von der Materialstärke, der Geometrie der Teile, der Maschinenpräzision und dem Zustand der Werkzeuge ab. Im Allgemeinen können die Bearbeitungstoleranzen für Kohlefaserteile mit hochwertigen CNC-Ausrüstungen und geeigneten Techniken zwischen ±0,05 mm bis ±0,1 mm. Bei extrem hohen Präzisionsanforderungen können sekundäre Endbearbeitungen oder spezielle Vorrichtungen erforderlich sein. Beachten Sie, dass Kohlefaser selbst einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, was zur Aufrechterhaltung der Dimensionsstabilität beiträgt.