MSR165加速度數據記錄儀用于監測CFRP零件加工過程中的工藝動態

德國 Fraunhofer制造工程與自動化學院（IPA）的“輕量型建筑技術”系是輕型建筑和鋸切技術領域的專家，其中包括加工輕型建筑材料，例如碳纖維和玻璃纖維增強復合塑料。 除了加工過程及其子過程之外，該部門還專注于提取技術，工具設計，數字化，冷卻和潤滑系統以及機器人加工。

由碳纖維增強復合塑料（CFRP）制成的建筑構件是使用近凈成形技術制造的，它們需要在邊緣周圍進行機加工，并且為了提高其功能性，可能還需要加入鉆孔。由于部件主要為開放式和大規模化設計，盡管它們具有很高的剛度，但它們通常是不穩定的并且易于遭受振動。最終，影響了所用工具的服務壽命和加工質量。

為了避免在加工過程中產生此類影響，通常使用顯示CFRP部件陰像的夾緊模板。此時，該待加工部件能完全被支撐，并且可以在真空中被夾緊而不受振動的影響。該方法的缺點是，夾緊模板只能用于一類幾何形狀的零件。即使對組件毛坯的結構進行最細微的更改，夾緊模塊也可能需要重新建造。

在聯邦教育與研究部CFK Complete贊助的研究項目中，開發了一種模塊化的夾緊系統，該系統可用于不同幾何形狀的CFRP組件的最終加工。該裝夾系統包括幾套可自由配置的真空夾具，這些夾具帶有可鎖定的支撐銷（參見圖1），具體取決于加工部件的幾何形狀，這套系統可以輕松地調整適應于非常不同的組件輪廓。

模塊化加緊系統

為了檢查模塊化夾緊系統是否適合于CFRP零件的加工，在處理零件輪廓時，使用加速度數據記錄儀MSR165記錄了用夾緊系統夾緊的工件的動態特性。加速度計放置在組件的中間，并用螺釘進行了機械固定（參見圖2a和2b）。然后將其動態特性與用常規的模板夾緊的工件的動態特性進行了比較。

修復加速度數據記錄儀

測試表明，用模塊化夾緊系統夾緊的工件與用夾緊模板夾緊的工件相比，在輪廓加工過程中表現出更強烈的動態特性（參見圖3a和3b）。

其結果可以通過以下事實來解釋：與常規夾緊模板相比，模塊化夾緊系統的支撐區域更小，由于機械力的動態影響，導致組件顯示出更強的振動。因此，工具壽命縮短并且加工質量降低。詳細可參考圖3a和圖3b。

通過以上的分析，模塊化夾緊系統是一種可行的替代方案，特別是小批量和原型結構的生產，但對于大批量生產和批量生產而言，常規的夾緊模板仍是最優的選擇。