在不斷發展的複合材料領域， 加工面臨著新的挑戰。 從根本上而言， 這些材料並非難以加工。 目前的挑戰在於更為高效、安全地加工出更高品質要求的孔 - 尤其是加工帶有金屬疊板材料的複合材料。 這就要求我們開發出更為優異的刀具解決方案來應對不斷提升的需求。
同時， 由於在複合材料不同工藝裝備的加工領域， 孔加工居於主導地位， 因而鑽頭正在經歷一次切削刀具技術的全面變革。
需要刀具具有專用性
碳纖維增強塑膠（CFRP）為主體的複合材料的應用愈發普遍， 涵蓋了航空航太業以及其他行業，
CFRP和CFRP/金屬疊板零件上需要加工的部位通常少於傳統金屬零件， 但由於其材料的加工特性的特殊性， 凸顯關鍵技術的品質要求更為苛刻。
圖1 在為鑽削CFRP複材或疊板材料進行工藝規劃時， 需要考慮許多因素
在大量不同的部件材料中理想地鑽削孔絕非易事， 這時刀具供應商對試切參數、
應用的推薦以及高品質的技術支援會祝您一臂之力。
在切削這些材料和零件的工藝中， 孔加工的工序佔據主導地位。 在航空航太業中， 大部分加工集中於基於複合材料的框架和零件上緊固件孔的製備。 即使用更大的結構件來減少裝配量， 孔加工仍對效率、成本和制程的安全性起著決定性的作用。
工藝規劃
令人滿意地鑽削CFRP與相關疊板材料零件孔是一項挑戰。 為確保穩定的工藝過程， 工藝規劃包括如下內容：應用的描述， 待加工的孔數、孔大小、深度和品質要求、製造設備或機床類型、裝夾穩定性、CFRP複材和金屬疊板屬性、搜集整理類似材料的加工經驗資料以及利用從富有經驗的專業刀具供應商處所獲得的支持。
切削CFRP和疊板零件時， 正確地應用專用的切削刀具是獲得理想孔和減少粉塵污染的關鍵所在。 金屬材料的制孔品質標準不完全適用于複合材料制孔。 無任何切屑和傳統的表面光潔度通常不是衡量孔品質的標杆。
切削過程中由於CFRP纖維的硬度， 刀具磨損很快。 當粘合在較軟而粘性大的樹脂中時， 就可能出現纖維剝離、彈性錯配以及層間破裂的趨勢。 這樣很容易損壞孔入口、出口和孔壁， 使其不符合品質要求。 另外， 當加工疊有鈦或鋁一類的金屬時， 刀具必須具有合適的穿透能力。
將新型CFRP材料引入到生產中需要新的方法， 並且在建立工件材料屬性時， 基於刀具供應商推薦的應用最佳的刀具和切削參數的測試一直是主要的參考依據。 它們並非均質材料，並且可加工性的難度要超過金屬。CFRP需要根據表面、結構、纖維、樹脂和厚度（孔深）進行區分。具有疊層時，金屬疊板的種類以及厚度是重要因素。
機床設備與裝夾的能力和穩定性會影響到切削刀具的選擇。通常分自動型、動力型或手持型，體現到具體的設備類別則表現為CNC機床、機器人、輕便型自動進給設備或手動風鑽。 此外，由於工序要求和操作員的工作經驗有所不同，您需要在刀具選擇上做相應的補償。
所加工孔的數量往往被看作計算刀具成本因素。在大批量、單一品種CFRP材料制孔時，需要選擇經過優化且一般更為昂貴的刀具才能更有效率。 另一方面，如果孔數量較小，再加上需要能夠處理各種類型的CFRP、零件和裝夾和應用，則意味著應選擇通用型刀具。
新解決方案垂手可得
目前，主要的刀具解決方案基於金剛石塗層硬質合金鑽和燒結金剛石鑽頭概念（分標準、半標準和定制）。
聚晶金剛石（PCD）是最硬的刀具材料，耐磨性最好。同時，它也是非常適合於加工CFRP以及疊板材料的刀具材料。在品質水準和一致性更趨嚴格並且對生產效率要求更高的現狀下，採用硬質合金作為鑽體材料（具有PCD切削刃）的鑽頭可作為複合材料孔加工的理想刀具。
硬質合金刀具可通過其鑽尖設計和鑽柄進行增強，同時在保證刀具後角和排屑能力最大化的前提下，確保最佳的切削效應。使用手持刀具加工、操作員施加的推力不均勻或者鑽頭和導向套間隙容易變化時，硬質合金的鑽頭尤其適合此類不穩定的工況。這些鑽頭也可以應用於定進給設備以及在機床上需要一次走刀加工疊層材料的時侯。作為刀具材料：硬質合金和PCD各有不同的優點和缺點，硬質合金非常堅固，但加工研磨材料時磨損很快；PCD非常耐磨但易碎。如果把這兩種刀具材料組合到一把刀具中一定可獲得最佳的效果。
針對不同的材料和切削工況，可提供不同鑽尖形式和材質的具有PCD塗層的標準、半標準和定製品鑽頭。精心開發的鑽尖，可以作為CFRP高纖維基或高樹脂基的複合材料的首選，同時也可以加工複材金屬疊板材料。
應根據現有CFRP的特性作出選擇，其中有不同的鑽尖形式和PCD材質可供選擇。在機床和定進給設備的應用中，可選用兩種標準鑽頭優化工序。一種鑽頭最適合於高纖維含量材料 - 具有降低孔中纖維破裂趨勢的極強能力。鑽頭周邊處有用以切斷纖維的尖刺，這樣即可有效地避免劈裂和封層缺陷的發生；同時，它也適合於CFRP和鋁疊層材料。
圖2 產品的品質、制程的安全性和可達的生產效率水準是刀具選擇的主導因素
山特維克可樂滿與Precorp共同開發的PCD塗層和燒結PCD鑽頭專注於不同材質的加工和所有工況的應用
這一系列產品包括各種標準品、定製品和非標產品。如圖是專為優化不同應用而開發的標準PCD塗層鑽頭
另一種標準鑽頭擅長于鑽削高樹脂基的CFRP複材。其雙頂角鑽尖結構使鑽頭能夠平穩地進入和退出工件，由此降低了分層風險。可通過定制選項選擇您所需的標準品系列之外的產品。要獲得加工CFRP與鋁疊層材料時的通用型鑽頭，可採用半標準化方式。此類方式所獲得的通用性主要針對于高纖維基複合材料，這為您在大量不同應用中找到最佳的通用解決方案提供了便利。
為了獲得更長的刀具壽命、更精確的孔公差和縮短加工時間，不同鑽尖形式的新一代的PCD塗層刀具提升了此類產品的強度和精度。類金剛石塗層是硬質合金鑽頭上的備選，其好處包括高通用性、低成本以及可重磨。
硬質合金與PCD的完美結合
用於CFRP和疊層材料的最新鑽頭類型基於燒結技術。即在硬質合金鑽體中集成了PCD切削刃。這種先進的工藝方法得益於過去二十年間所開發的已獲得專利的技術，在高韌性的硬質合金鑽體中結合了堅固且耐磨的PCD切削刃。這樣一來，就使PCD切削刃融合為鑽頭的一部分，由於距鑽尖足夠遠，因此就能夠應用高強度的釺焊連接。鑽尖的刃形角度全部經過磨削，切削刃由合金刀體漸變探出，起到了保護鑽尖的作用。
燒結技術使得開發更多的金剛石鑽尖刃形角度成為可能，採用傳統的焊接PCD工藝就無法實現這一點。這樣，無論在剛性差還是剛性好的不同工況下，我們都可以提供不同的優化鑽尖設計來穩定的加工出大量高品質的孔。
圖3 鑽削CFRP和疊層材料時，孔品質極為重要
使用定進給鑽或手持刀具進行鑽削時，高韌性鑽柄和極耐磨的切削刃相結合可提供所需的孔品質和安全性
燒結PCD和PCD塗層鑽頭的鑽尖結構專為加工CFRP複材或複材金屬疊板材料而優化設計製造
燒結PCD鑽頭通常應用在自動化加工設備，旨在優化刀具性能以及保證鑽削CFRP複材的時候孔品質的一致性。同時為了應用更高的切削速度並保證更小的孔入口和出口缺陷，其獨特的切削刃要經過加強的刃口處理。
燒結PCD鑽頭也可針對疊有金屬疊板的CFRP複材而專門設計。在高應力的集中區域經過精密研磨。這樣使鑽頭更能保持鋒利性，並確保更長的刀具壽命。同時也能確保刀具在低鑽削力下切削CFRP纖維，這樣在複材層或金屬層的孔出端，可保證最小化劈裂、分層和毛刺等缺陷風險。
應用最新的刀具技術加工CFRP複合材料以及CFRP複材+金屬疊板材料，是您成功的前提。在更長的刀具壽命期間確保品質水準的一致性、操作員安全性、減小廢品以及對縮短生產時間與日俱增的需求均要求更高的鑽頭技術 - 基於從累積投入和廣泛全球研發資源所獲得的豐富經驗。作為切削解決方案的創新者與合作供應商，山特維克可樂滿與Precorp攜手為CFRP和疊層材料提供一流的品牌聯合刀具。創新性的標準與定制PCD和硬質合金鑽頭能夠積極應對航空航太業與其他行業中廣泛應用這些材料時所面臨的挑戰。
【山特維克可樂滿】
山特維克可樂滿是全球領先的金屬切削刀具製造商和供應商，在全球130多個國家設有代表機構。在世界範圍內設有25家水準一流的效率中心，持續為客戶和山特維克可樂滿的銷售人員提供獲得更高生產效率的刀具解決方案和加工方法的培訓。山特維克可樂滿是山特維克集團刀具業務的一部分。
更多資訊，敬請垂詢：www.sandvik.coromant.com/cn
它們並非均質材料，並且可加工性的難度要超過金屬。CFRP需要根據表面、結構、纖維、樹脂和厚度（孔深）進行區分。具有疊層時，金屬疊板的種類以及厚度是重要因素。機床設備與裝夾的能力和穩定性會影響到切削刀具的選擇。通常分自動型、動力型或手持型，體現到具體的設備類別則表現為CNC機床、機器人、輕便型自動進給設備或手動風鑽。 此外，由於工序要求和操作員的工作經驗有所不同，您需要在刀具選擇上做相應的補償。
所加工孔的數量往往被看作計算刀具成本因素。在大批量、單一品種CFRP材料制孔時，需要選擇經過優化且一般更為昂貴的刀具才能更有效率。 另一方面，如果孔數量較小，再加上需要能夠處理各種類型的CFRP、零件和裝夾和應用，則意味著應選擇通用型刀具。
新解決方案垂手可得
目前，主要的刀具解決方案基於金剛石塗層硬質合金鑽和燒結金剛石鑽頭概念（分標準、半標準和定制）。
聚晶金剛石（PCD）是最硬的刀具材料，耐磨性最好。同時，它也是非常適合於加工CFRP以及疊板材料的刀具材料。在品質水準和一致性更趨嚴格並且對生產效率要求更高的現狀下，採用硬質合金作為鑽體材料（具有PCD切削刃）的鑽頭可作為複合材料孔加工的理想刀具。
硬質合金刀具可通過其鑽尖設計和鑽柄進行增強，同時在保證刀具後角和排屑能力最大化的前提下，確保最佳的切削效應。使用手持刀具加工、操作員施加的推力不均勻或者鑽頭和導向套間隙容易變化時，硬質合金的鑽頭尤其適合此類不穩定的工況。這些鑽頭也可以應用於定進給設備以及在機床上需要一次走刀加工疊層材料的時侯。作為刀具材料：硬質合金和PCD各有不同的優點和缺點，硬質合金非常堅固，但加工研磨材料時磨損很快；PCD非常耐磨但易碎。如果把這兩種刀具材料組合到一把刀具中一定可獲得最佳的效果。
針對不同的材料和切削工況，可提供不同鑽尖形式和材質的具有PCD塗層的標準、半標準和定製品鑽頭。精心開發的鑽尖，可以作為CFRP高纖維基或高樹脂基的複合材料的首選，同時也可以加工複材金屬疊板材料。
應根據現有CFRP的特性作出選擇，其中有不同的鑽尖形式和PCD材質可供選擇。在機床和定進給設備的應用中，可選用兩種標準鑽頭優化工序。一種鑽頭最適合於高纖維含量材料 - 具有降低孔中纖維破裂趨勢的極強能力。鑽頭周邊處有用以切斷纖維的尖刺，這樣即可有效地避免劈裂和封層缺陷的發生；同時，它也適合於CFRP和鋁疊層材料。
圖2 產品的品質、制程的安全性和可達的生產效率水準是刀具選擇的主導因素
山特維克可樂滿與Precorp共同開發的PCD塗層和燒結PCD鑽頭專注於不同材質的加工和所有工況的應用
這一系列產品包括各種標準品、定製品和非標產品。如圖是專為優化不同應用而開發的標準PCD塗層鑽頭
另一種標準鑽頭擅長于鑽削高樹脂基的CFRP複材。其雙頂角鑽尖結構使鑽頭能夠平穩地進入和退出工件，由此降低了分層風險。可通過定制選項選擇您所需的標準品系列之外的產品。要獲得加工CFRP與鋁疊層材料時的通用型鑽頭，可採用半標準化方式。此類方式所獲得的通用性主要針對于高纖維基複合材料，這為您在大量不同應用中找到最佳的通用解決方案提供了便利。
為了獲得更長的刀具壽命、更精確的孔公差和縮短加工時間，不同鑽尖形式的新一代的PCD塗層刀具提升了此類產品的強度和精度。類金剛石塗層是硬質合金鑽頭上的備選，其好處包括高通用性、低成本以及可重磨。
硬質合金與PCD的完美結合
用於CFRP和疊層材料的最新鑽頭類型基於燒結技術。即在硬質合金鑽體中集成了PCD切削刃。這種先進的工藝方法得益於過去二十年間所開發的已獲得專利的技術，在高韌性的硬質合金鑽體中結合了堅固且耐磨的PCD切削刃。這樣一來，就使PCD切削刃融合為鑽頭的一部分，由於距鑽尖足夠遠，因此就能夠應用高強度的釺焊連接。鑽尖的刃形角度全部經過磨削，切削刃由合金刀體漸變探出，起到了保護鑽尖的作用。
燒結技術使得開發更多的金剛石鑽尖刃形角度成為可能，採用傳統的焊接PCD工藝就無法實現這一點。這樣，無論在剛性差還是剛性好的不同工況下，我們都可以提供不同的優化鑽尖設計來穩定的加工出大量高品質的孔。
圖3 鑽削CFRP和疊層材料時，孔品質極為重要
使用定進給鑽或手持刀具進行鑽削時，高韌性鑽柄和極耐磨的切削刃相結合可提供所需的孔品質和安全性
燒結PCD和PCD塗層鑽頭的鑽尖結構專為加工CFRP複材或複材金屬疊板材料而優化設計製造
燒結PCD鑽頭通常應用在自動化加工設備，旨在優化刀具性能以及保證鑽削CFRP複材的時候孔品質的一致性。同時為了應用更高的切削速度並保證更小的孔入口和出口缺陷，其獨特的切削刃要經過加強的刃口處理。
燒結PCD鑽頭也可針對疊有金屬疊板的CFRP複材而專門設計。在高應力的集中區域經過精密研磨。這樣使鑽頭更能保持鋒利性，並確保更長的刀具壽命。同時也能確保刀具在低鑽削力下切削CFRP纖維，這樣在複材層或金屬層的孔出端，可保證最小化劈裂、分層和毛刺等缺陷風險。
應用最新的刀具技術加工CFRP複合材料以及CFRP複材+金屬疊板材料，是您成功的前提。在更長的刀具壽命期間確保品質水準的一致性、操作員安全性、減小廢品以及對縮短生產時間與日俱增的需求均要求更高的鑽頭技術 - 基於從累積投入和廣泛全球研發資源所獲得的豐富經驗。作為切削解決方案的創新者與合作供應商，山特維克可樂滿與Precorp攜手為CFRP和疊層材料提供一流的品牌聯合刀具。創新性的標準與定制PCD和硬質合金鑽頭能夠積極應對航空航太業與其他行業中廣泛應用這些材料時所面臨的挑戰。
【山特維克可樂滿】
山特維克可樂滿是全球領先的金屬切削刀具製造商和供應商，在全球130多個國家設有代表機構。在世界範圍內設有25家水準一流的效率中心，持續為客戶和山特維克可樂滿的銷售人員提供獲得更高生產效率的刀具解決方案和加工方法的培訓。山特維克可樂滿是山特維克集團刀具業務的一部分。
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