碳纖維複合材料的應用領域從航空航天到軍工，現在已經覆蓋民用領域，這主要是由於碳纖維複合材料自身獨特的材質特性以及出色的力學性能和可設計性，不過也由於其具有獨特的力學性能，導致在生產加工的時候極容易發生形狀的變化，使得刀具被嚴重的破壞，並影響最終的效果。
蘇州挪恩複合材料在碳纖維複合材料的定製加工方面擁有豐富的成功案例，針對碳纖維複合材料加工深有心得。據挪恩復材劉工介紹，國內很多機構都針對碳纖維的加工工藝進行研究和試驗，某機構曾利用有限元模型驗證碳纖維複合材料超聲磨削工藝。如果你對此很感興趣，可以接著看下面的文章介紹。
有限元建模
碳纖維複合材料層合板有限元模型的單元類型為C3D8T，採用Sweep掃略網格劃分技術，運用Medial axis算法進行局部網格加密。為了防止碳纖維複合材料層合板在鑽削加工的過程中發生移動，限制該層合板沿X、Y方向的移動；並且限制整體沿Z方向的移動。建立初始預定義溫度場，設置該層合板的所有單元預定義溫度為25℃。
開孔器和套料鑽的單元類型都為C3D4T，都採用Free自由網格劃分技術，採用默認算法。進行網格劃分時，簡化釺焊金剛石套料鑽端部金剛石顆粒，兩個刀具都各自設置了材料屬性，並設為剛體。
有限元分析結果
該仿真主要探究主軸轉速和進給速度對CFRP層合板鑽孔質量的影響。根據結果可知無論是哪種刀具，隨著主軸轉速的提高，孔口破壞程度不斷變小，這說明提高主軸轉速有利於提高加工孔口的質量，且開孔器受主軸轉速影響小於釺焊金剛石套料鑽；進給速度越大，最大破壞因子越大，主軸轉速越大，最大破壞因子越小，且釺焊金剛石套料鑽受主軸轉速影響大於硬質合金開孔器。
驗證試驗
試驗材料採用碳纖維增強複合材料T300，板材厚度為0.6mm；所使用的刀具為硬質合金開孔器和釺焊金剛石套料鑽，直徑均為Φ14mm。遵循該正交實驗法進行具體實驗，得到硬質合金開孔器和釺焊金剛石套料鑽實際加工碳纖維複合材料層合板的結果。 由實驗結果與仿真結果雖然有一定的誤差，但是在容許的範圍內。實驗加工的情況與ABAQUS軟體模擬仿真的情況相一致。
「該實驗是利用建立碳纖維複合材料制孔加工有限元分析模型的方法，對釺焊金剛石套料鑽和硬質合金開孔器鑽削碳纖維複合材料分別進行了研究」劉工介紹道。
通過對比加工後孔出口最大破壞因子以及具體實驗驗證得出以下結論：
1、在一定的加工效率前提下，鑽削碳纖維複合材料應選用高主軸轉速、低進給速度。
2、無論採取何種工藝參數，硬質合金開孔器的最大破壞直徑都要小於釺焊金剛石套料鑽，說明硬質合金開孔器鑽削碳纖維複合材料的孔口質量優於釺焊金剛石套料鑽，更適於鑽削加工碳纖維複合材料。
3、應用模擬方法在一定程度上可代替傳統鑽削實驗，這樣能更方便地優化鑽削參數，降低實驗成本。
以上關於碳纖維複合材料加工工藝的研究，經過實驗驗證，研究成果為碳纖維複合材料高質量、高效率孔加工技術的發展提供理論支持，挪恩復材也將結合自身現有技術，積極優化，降低加工成本，為廣大客戶提供更為優質的碳纖維產品。