深圳大鹏激光科技有限公司

高功率连续波(CW)红外(IR)(千瓦功率级)能以更高的速度来加工碳纤维增强复合材料,但是在材料上会留下难以接受的大量的热影响区。另一方面,超快激光器可以带来低的热影响区,但通常加工材料的速度会比较慢。因此,所面临的挑战就是找到一个能实现速度和质量的良好平衡的激光源和工艺。脉冲纳秒激光器具有良好的加工速度和质量,波长往往会对后的结果产生重大影响。特别是,在紫外(UV)波长的较强吸收能实现高质量的加工。Spectra-Physics的高功率Quasar紫外激光器和TimeShift脉冲整形技术非常适合碳纤维增强复合材料的烧蚀、切割和钻孔,并且不会破坏纤维,同时能实现高的速度和质量。

　　为了展示Quasar紫外激光器的能力,我们对厚度为250μm的基于聚丙烯腈(PAN)的碳纤维增强复合材料板材进行加工(图1)。我们使用了不同的脉宽、功率、重复频率和扫描速度。我们还测试了Quasar技术所进行的脉冲串加工的性能。我们对比了各种情况下的切割速度和热影响区(在这里是指沿着切割路径暴露的纤维的平均长度)。

除了切割和钻孔,碳纤维增强复合材料零部件的粘接和焊接也是非常重要的,因为传统的铆接和其他类型的紧固技术需要在材料上钻孔,在钻孔过程中对纤维的损伤会破坏零部件的强度。因此,胶粘剂粘结是一种合适并且常用的连接碳纤维增强复合材料零部件的技术。不过需要清洗成型过程中在零部件表面上的残留物和碎片。对零部件进行彻底的清洁和表面织构,同时又不破坏纤维,这对于实现更高的连接强度至关重要。　碳纤维增强复合材料零部件的上漆也很有挑战,因为这种材料的表面润湿性低,并且表面附着力差,可以用激光加工来进行改进。有必要在上漆之前进行彻底的激光清除和表面织构,以改善表面润湿性。研究表明,与器进行织构相比,用紫外激光表面织构的零部件有更高的搭接剪切强度。如图所示,使用平均功率大于60W的Quasar进行速度为80mm2/min的区域清除和表面织构,不会对纤维造成任何可见的损伤。

深圳市大鹏激光科技有限公司成立于2005年,集研发、制造、销售激光设备、激光加工为一体的高新技术企业,致力于激光加工技术支持、服务和咨询,为客户节约成本量身打造的设备。本公司的主要产品包括光纤激光打标机、端面泵浦激光打标机、半导体侧泵激光打标机、YAG激光打标机、CO2激光打标等类型十几种型号的工业激光设备,广泛应用于电子、IC芯片、电工电器、照明灯具、珠宝首饰、五金工具、卫浴洁具、仪器仪表、汽摩配件、手机通讯部件、

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