O processamento de estruturas compostas difere significativamente daquele de peças metálicas, levando a defeitos de processamento únicos. Numerosos estudos observaram esses defeitos. A maioria dos problemas no processamento de materiais compósitos está relacionada à qualidade do processamento; os principais defeitos de processamento são os seguintes:
Os defeitos causados por danos mecânicos incluem arrancamento-da fibra, delaminação, rasgo e formação de rachaduras superficiais em materiais.
Defeitos causados por danos térmicos: queimaduras no substrato, etc.;
Defeitos causados por danos químicos: encolhimento do material da matriz e separação da interface-da fibra.
Os choques mecânicos e térmicos gerados durante o processamento dos materiais compósitos causaram os defeitos mencionados.
Danos mecânicos
1. Rebarbas de fibra
A ferramenta de corte não consegue cortar as fibras de forma eficaz, resultando em rebarbas. As fibras cortadas esfregam contra a face de saída da ferramenta durante a perfuração ou fresamento. Este fenômeno ocorre principalmente na usinagem de compósitos de fibra de aramida.
2. Extração-de fibra e descolamento da matriz
Fibras inteiras se separam da matriz, resultando na desconexão das fibras. A aresta de corte atua na superfície usinada, fazendo com que as fibras se dobrem e se desloquem em relação à matriz. O deslizamento da fibra leva ao descolamento na interface fibra/matriz.
A extração-da fibra ocorre quando a direção da fibra está entre 15 graus e 75 graus em relação à direção de deslocamento da ferramenta. A fibra está sujeita a tensões que provocam rupturas entre a fibra e a matriz, resultando em cavidades na superfície usinada. Este fenômeno é mais comum quando o material é um laminado altamente orientado ou quando a afiação da ferramenta é reduzida. Este fenômeno se repetirá no mesmo ângulo entre a ferramenta e a fibra em cada camada.
3. Camadas
A delaminação é caracterizada pela separação de camadas ao longo da direção da espessura do material compósito e pela formação de microfissuras intercamadas. Essa forma de dano ocorre durante a perfuração, principalmente quando a broca está prestes a sair ou já saiu da placa de material compósito. Durante o fresamento, esse fenômeno está relacionado à geometria da ferramenta de corte, que separa a camada superficial do material da camada central.
As rachaduras entre camadas também podem ser causadas pelo processamento e são determinadas principalmente pela direção da fibra e pela direção do deslocamento da ferramenta.
dano térmico
O superaquecimento localizado durante o processamento de materiais compósitos pode causar danos térmicos. Geralmente, este dano causa carbonização da matriz termoendurecível e fusão da matriz termoplástica. Também pode danificar as fibras (queima de fibras de carbono). Este dano ocorre de duas formas: com ou sem degradação térmica.
