为了提高飞机的飞行效率,降低其生命周期成本,飞机制造商正在越来越多地使用复合材料和钛合金。例如,波音787和空客A350的机身大部分都使用复合材料制成(按重量计)。大量使用的复合材料/金属叠层材料通常由多层碳纤维增强塑料(CFRP)复合材料与铝(或钛)合金构成,这对刀具提出非常大的挑战,在很多加工过程中,传统的刀具甚至都不能加工出合格的工件。“主要原因是工件除了材料结构以外,还有许多其他变量,因此最佳工艺的确定相当复杂。对加工质量的不同要求、叠层材料的交叠顺序,乃至是在数控机床上加工还是手动加工,所有这些变量都会使所需要的刀具和切削参数大相径庭”。
“构成复合材料/金属叠层的多种材料截然不同的加工特性,是难以实现高效加工的主要障碍”,高迈特集团中国总裁王彦斌说,高迈特从研究材料特性、特殊的切削角度、以及金刚石涂层3个方面来综合考虑复合材料加工刀具的设计制造:如果金属层是在工件表面,则钻入方向至关重要;钻削复合材料时,钻削轴向力是产生分层和翻边的主要原因,这时,锋利的切削刃和钻尖角及复合钻尖就非常必要;针对修边铣削的过程,受复合材料的纤维方向和分层方式的影响,使用传统铣刀加工时非常容易产生翻边和毛刺,高迈特采用了错齿或双旋向的压缩铣刀,不但减少了纤维破裂,还能明显提高金属的去除率。