FEA des Bohrens von CFK, verstärkt mit verschiedenen Prozentsätzen von SI3N4

Die vorliegende Studie befasst sich mit dem Bohren von Verbundwerkstoffen auf der Grundlage der experimentellen orthogonalen Anordnung L27 von Taguchi. Unter Berücksichtigung des kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffs mit Epoxidharz wird Siliziumnitrid (Si3N4) hinzugefügt, um seinen Einfluss auf das Bohren zu testen. Die experimentellen Untersuchungen werden an Probekörpern mit 0 %, 6 % und 10 % Siliziumnitrid durchgeführt. Die Prozessparameter Drehzahl, Vorschub und Durchmesser des Bohrers werden variiert und die Ergebnisse in den Tabellen aufgeführt. Im Allgemeinen sind Oberflächenrauheit, Rundheit, Zylindrizität und Delaminationsfaktor bei einem minimalen Wert der Schubkraft beim Bohren minimal. Daher wird die Schubkraft für drei verschiedene Prozentsätze der Siliziumnitridzugabe gemessen. Es wird festgestellt, dass mit zunehmendem Siliziumnitridanteil die erzeugte Schubkraft abnimmt, was zu einer minimalen Delaminierung führt. Zusätzlich werden eine Modalanalyse und eine instationäre Strukturanalyse durchgeführt, um die Eigenfrequenzen und Modenformen zu bestimmen und die maximale Spannung und Verformung zu untersuchen, um die Schubkraft- und Delaminationsfaktoren zu validieren.