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      當提到加工復合材料時，已沒有什么秘密可言，必須針對具體材料、具體應用，采取具體方法。因此，人們不斷在實踐中探索前進，尋找具體的加工方法。無論是碳纖維增強塑料(CFRP)，還是CFRP金屬疊層材料（例如鋁和/或鈦）加工；無論是自動進給設備，或是數控固定床身的機床，山特維克可樂滿通過攜手Precorp可以 提供領先的復合材料加工刀具解決方案，幫助客戶最大限度的改善加工性能，提高加工質量。

      近年來，復合材料鉆削刀具中，討論得最多的刀具創新是PCD直接壓制燒結技術。為理解這種概念，首先需要了解PCD及其以前的局限性。通常來說，在硬質合金層上附上扁片狀的PCD，在制作切削刀具時，將PCD用銅焊的方式焊接在刀具刀體上。

      這種方法有兩大缺點：1. 刀具槽型加工受限，因為是采用平片制作；2. 將平片焊接在刀具的銅焊接頭上距切削刃很近。如果溫度接近銅焊的熔點，那么加工中產生熱量，會使焊接接頭失效。

戰略定位

      為了克服這些缺點，并充分利用PCD的優勢，山特維克可樂滿和Precorp潛心研究，采用PCD材料的直接壓制燒結技術，從戰略上專注制造PCD刀具毛坯。制作這類刀坯時，將金剛石粉裝入硬質合金刀具刀體上開的槽內，在高溫/高壓下將金剛石與硬質合金燒結成為一體，燒結好的刀具毛坯用銅焊的方式焊接在刀柄上。最終按照刀具刃形的設計要求，進行精密的刀具刃形加工。

      對于加工車間來說，這是一個好消息，因為燒結PCD的特性，可以使得在刀具加工時準確的定位PCD刀刃。此外，還可精確地制成螺旋式切削刃或其他復雜刃型，這是在使用焊接PCD平片時無法做到的。燒結PCD技術為山特維克可樂滿提供了設計優化切削刃型的保證，這種優化的刃形既可適應欠剛性設置，還可適應精密的穩定大批量加工。采用PCD直接壓制燒結技術，還能解決上述銅焊接頭失效的難題。誠然，直接壓制燒結刀具仍然有銅焊接頭——這僅僅位于刀柄偏上方的位置，離切削部位較遠，不受發熱的影響。

特殊刀具刃型

      通常來說，PCD直接壓制燒結刀具具有鋒利的切削刃型，即使在加工耐磨料磨損性最大的復合材料時，也能保持鋒利的刃口。這種技術甚至還可進一步加強，例如強化刀具的圓角部分，以提高切削速度，而不影響表面質量或尺寸公差。

      對于加工復合材料和金屬疊層材料，PCD直接壓制燒結刀具可以采用微磨技術，以便加工高應力集中部位，還有助于保持鋒利度，延長刀具使用壽命。刀具鋒利的刃口切削合成纖維時，需要的推力小，可將加工缺陷（例如分層、基材熔融/軟化、纖維拉出及表面燒焦）減至最低。

核心驅動力

      復合材料和零件加工工藝中，孔加工繼續占據主導地位。例如，航空工業中，在準備安裝復合材料機架和零件的緊固件時，需要花費大量的時間。即使采用最新的降低了裝配要求的統一結構，從加工效率和成本的角度看，鉆削仍然是主導因素。

      山特維克可樂滿的PCD鉆頭，采用直接壓制燒結技術，切削刃可制成各種槽型，將進出孔位置的分層傾向減至最低，但應用方法仍然是刀具選型的一個主要因素。例如，使用自動進給設備時，PCD直接壓制燒結鉆頭（例如85或86 PT 系列CD10），采用PCD刃形保護設計，增加了加工過程的穩定性。此時，在切削刀具PCD刃口部分加了保護層，縮短了PCD外露部分的總長度。這樣可防止切削刃崩裂，從而延長刀具的使用壽命。這些鉆頭還可采用內冷方式，這種方式特別推薦用于加工鋁合金和/或鈦合金堆疊的復合材料。

數控機床

      在固定床身數控機床上進行CFRP零件的孔加工時，我們已經對另一款CD10 PCD直接壓制燒結鉆頭、 CoroDrill® 859V進行了優化，可用于單向帶材料例如M21E，及環氧和BMI（馬來酰亞胺）樹脂。這款鉆頭具有鋒利的雙角度刃型，可減少分層現象，在有覆層的CFRP（例如玻璃纖維和銅）上鉆削時，性能也很優異。

      在固定床身數控機床上進行CFRP/金屬堆疊材料的孔加工時，需要采用CD10 PCD直接壓制燒結鉆頭，例如86A和86B系列。前者有一個118°的定心點，用于加工CFRP/鋁合金堆疊材料，而后者有一個135°的定心點，用于加工CFRP/鈦合金堆疊材料，兩種設計都可減少毛刺和纖維碎裂。

      采用鈦合金堆疊的碳化纖維是最難加工的材料組合之一，但是山特維克可樂滿和Precorp齊心協力，攻堅克難，提高了此類材料的孔加工效率。為給出CoroDrill直接壓制燒結PCD性能的思路，采用15mm厚的CFRP夾層，10mm的鈦合金薄板，在鉆通孔時，切削速度為大約12 m/min，進給量為0.05 mm/rev。

一次鉆削

      為了在加工CFRP（碳纖維增強塑料）或CFRP/金屬堆疊材料時縮短停機時間、改進孔的表面質量和孔徑誤差，采用優化鉆尖構型的直接壓制燒結技術PCD鉆頭和優化加工工藝是至關重要的。盡管人們希望使用一次性完成鉆孔的刀具以縮短生產時間，但是當要求很高的精度時，鉆孔時需要二次或者三次操作，即預鉆削、鉆削和鉸削。

      盡管人們一直認為，要想在復合材料上進行精密鉆孔，通過穩定、可靠、可重復的一次鉆削工序完成是一件難以實現的事情，但是這種觀念即將得到改變。山特維克可樂滿正在進行大量試驗，旨在對航空零件進行鉆削時，縮短加工時間，減小刀具使用數量。這些試驗重點考慮單次完成的鉆削工序，采用動力進給型機床，鉆通鋁/鈦合金堆疊的CFRP（CFRP/Ti/Alu）材料。首次試驗結果，讓大型航空制造業看到了希望，鉆孔質量完全能達到期望的需求水平。

      直接壓制燒結PCD技術幫助了山特維克可樂滿滿足此類公司的需求，研制出了專用的槽型，以適應不同材料需要的不同條件。

      但是，PCD直接壓制燒結刀具并非只用于孔加工，還可用于表面加工和邊緣加工工序。典型的實例是，由復合材料制成的飛機垂直尾翼，這種材料的邊緣加工難度相當大。但是，采用PCD直接壓制燒結技術的CoroMill® Plura立銑刀最適合這種加工，從而減少纖維碎裂現象，增加金屬去除率。

      從復合材料加工能力和降低成本的角度分析，PCD直接壓制燒結技術無疑都是最大的技術驅動力，對于各種應用，都具有巨大潛力和競爭優勢。