Chińscy naukowcy z Instytutu Badawczego Specjalnych Kompozytowych Struktur Lotniczych AVIC i Uniwersytetu Shandong opracowali metodologię obliczeniową, pozwalającą na identyfikację optymalnych parametrów obróbki skrawaniem wyrobów z CMC (ceramic matrix composite).
W artykule, opublikowanym na łamach Międzynarodowego Przeglądu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania, zaprezentowano ustalenia chińskich badaczy, dotyczące efektywnej obróbki detali z kompozytu ceramicznego CMC, wzmocnionego włóknami ceramicznymi w osnowie ceramicznej (SiO2f/SiO2). Tego rodzaju materiały cenione są ze względu na dużą wytrzymałość i odporność w ekstremalnych warunkach. Jednak ich obróbka skrawaniem sprawia wiele trudności, wynikających z heterogenicznej struktury i anizotropii. W skrajnych przypadkach, nieprawidłowo przeprowadzone operacje frezarskie mogą prowadzić do separacji włókien i zapadnięcia osnowy, powodując trwałe uszkodzenie powierzchni kompozytu.
Zaproponowano hybrydową technologię obróbczą LAM (laser-assisted milling), w ramach której naświetlanie wiązką lasera umożliwia wydajne skrawanie materiału kompozytowego. W celu doboru optymalnych parametrów obróbki, opracowano model komputerowy, skalibrowany z badaniami eksperymentalnymi, w których za główne kryterium przyjęto chropowatość powierzchni. Algorytm optymalizacyjny pozwolił na ustalenie następujących parametrów obróbki metodą LAM:
- moc lasera 109 W,
- posuw 1 mm/s,
- głębokość skrawania 0,265 mm,
- obroty wrzeciona 4,500 obr/min.
Przyjęte wartości parametrów pozwoliły na redukcję chropowatości powierzchni kompozytu CMC, poddanego obróbce w technologii LAM o ponad 60% względem obróbki konwencjonalnej.
Yu, Y., Cai, Y., Feng, Z. et al.: Machining mechanism in laser-assisted milling of 2.5D woven SiO2f/SiO2 ceramic matrix composites using GMM–WOA. Int J Adv Manuf Technol, 2026
