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高功率紫外激光用于碳纤维复合材料加工

2015-12-14 10:16
月城清浅
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  碳纤维增强塑料(CFRP)很难高质量、低成本加工。常规机械和水射流加工技术因为刀具磨损和操作费用而成本高昂,加工中的纤维破碎和材料分层很普遍,导致成品率下降。使用激光加工带来了非接触工艺的优势,使自动化更方便。激光加工消除了刀具磨损和逐步退化,减少了操作成本。而且,消除了纤维损伤和材料分层。不过,激光加工CFRP还存在一个关键挑战,就是高产量以及材料中热影响区域(HAZ)的最小变形。

  千瓦级的高功率连续波红外波长激光器可以高速加工CFRP,但是材料有很大的HAZ 。而超快激光器的HAZ更小,但加工速度慢。挑战就是平衡速度和质量。脉冲纳秒激光器可以有较好的加工速度和质量,波长通常会对结果产生重要影响。特别地,紫外波长的强吸收实现了高质量加工。光谱物理公司的高功率Quasar紫外激光器以及60瓦的紫外和时移公司的脉冲成形技术特别适合对CFRP材料进行熔化、切割和钻孔,而不会损伤纤维,即高速又高质量。

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