Широкое применение полимерно-композиционных материалов (ПКМ) в промышленности и, в частности, в авиационной индустрии – тренд нашего времени. Однако в силу своей многокомпонентности ПКМ требуют к себе особенно внимательного подхода – например, при изготовлении из них деталей и агрегатов. В настоящее время ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») совместно с коллегами из Института конструкторско-технологической информатики (ИКТИ) РАН занимаются совершенствованием инструмента, применяемого для обработки ПКМ.
Проект ведут специалисты научно-производственного комплекса ФАУ «ЦАГИ», где создаются композитные образцы с целью последующего изготовления агрегатов летательных аппаратов. Одна из решаемых задач – реновация инструмента, используемого при обработке композитов. «Применяемая фреза имеет недолгий срок жизни – ее стойкость около одного часа. Мы освоили технологию заточки, которая позволяет использовать ее повторно, продлевает рабочее время и, как следствие, позволяет существенно снизить затраты», – рассказал начальник сектора исследования технологий механической обработки на оборудовании с ЧПУ научно-технического центра научно-производственного комплекса ФАУ «ЦАГИ» Сергей Болсуновский.
Вторая задача проекта, которую ЦАГИ решает совместно с ИКТИ РАН, – подбор и нанесение оптимального упрочняющего покрытия. Оно не только сохраняет фрезу и продлевает срок ее работы, но и обеспечивает снижение трения – а значит, уменьшает вероятность повреждений ПКМ в результате обработки. Ведь из-за неверного выбора инструмента или «режима» механической обработки можно повредить композитную деталь и потерять до 10–20 процентов в характеристиках прочности композитного материала.
Наносимые покрытия являются многослойными: это обеспечивает устойчивость самого инструмента к разрушениям. Ученые ЦАГИ уже протестировали фрезы с покрытиями на основе титана и циркония, а также алмазоподобным покрытием. Предварительное заключение сводится к тому, что оптимальный вариант – циркониевое покрытие. Оно не уступает алмазоподобному в обеспечении низкоповреждающей обработки и упрочняющим свойствам, однако является более экономичным в изготовлении. Дальнейший анализ полученных результатов позволит найти оптимальное решение для реновации инструмента.
