Abstract
新材料之應用，為提升產業層級的重要手段之一。在新的材料之中，纖維強化複合材料為當前極受矚目的材料之一，由於具備了許多優良的特點，其應用性日趨廣泛；其元件製造方式是以模壓等淨形加工為主，但元件之尺寸與幾何自由度由於受限於模具及數量，而不免有賴於切削加工成形。此外，短纖強化與未來之三纖強化( three dimensionally reinfor-ced ) 複合材料之應用，與產品彈性化的多樣化的趨勢，使得切削加工的需求更大。相於較於傳統的切削工具，水刀及加砂水刀具有幾項獨特的優點：(1) 切削能量密度高而總切削力很小。(2) 工件不受加工熱的影響。 (3) 無刀具磨耗所導致之公差變化。(4) 水的可撓性極適合於加工路徑之自動化。(5) 低度污染。由於這些優點，使得水刀及加砂水刀對於非傳統難削材料( 如複合材料與陶瓷材料 )的加工，較傳統的切削工具更為適用。目前工業上對水刀線切割之需求成長甚速( 如飛行體結構件及各種構裝之下料等 )，面切削亦勢必為下一階段之材料應用瓶頸技術之一，以擴增產品之設計自由度，以及生產之彈性與效率亟待研發。因複合材料的構成與傳統材料完全不同，其強度大且纖維硬度高，如果使用傳統刀具加工，極易加速刀具的磨耗並造成工件材料的損傷。雖純水力具有相當多的優點與成功之應用場合，但對於複合材料脫層、破裂的現象，仍無法得到滿意的解決，且對於厚度較大的工件，往往因切削力較弱而無法貫穿。新近加砂水刀由於磨粒的加入，不但能大幅提升水力的切削能力以及切削速度，對於切口品質也獲得相當程度的改善。本研究以加砂水刀對纖維強化複合材料的面切削為研究主題，探討切削機構等基本問題，且建立系統性的加工性( machinablity )模式，將材料特性、機器參數與切削品質三者之間的系統性關係，用以呈現，以發展複合材料自料件至組構元件，實際應用於種工業之創新技術。