对于CFRP中皮秒激光钻孔质量的钻孔参数的双方法表征和优化
Zhao Zheng1, Yao Ma1, Zhonghe Wang1
1Jilin Key Laboratory of Solid-State Laser Technology and Application, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China.
Polymers
|September 28, 2024
概括
皮秒激光钻探精确地加工碳纤维增强聚合物 (CFRP),最大限度地减少受热影响的区域,提高孔质量. 这种先进的技术提高了高科技应用的精密加工.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 激光技术 激光技术 激光技术
背景情况:
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 由于其轻量,高强度和耐腐蚀性,在航空航天,电子和国防方面至关重要.
- 传统的CFRP加工方法往往导致显著的热受影响区域 (HAZ) 和损害的孔质量.
- 精密加工对于高科技行业中使用的先进复合材料至关重要.
研究的目的:
- 为了研究皮秒激光钻孔在CFRP精密加工中的有效性.
- 为了优化激光钻孔参数,尽量减少受热影响区域 (HAZ) 和孔壁的缩小.
- 评估皮秒激光钻孔对CFRP组件的工业应用.
主要方法:
- 采用了皮秒激光钻孔技术用于CFRP加工.
- 采用响应表面方法 (RSM) 来优化激光功率,扫描速度和填充时间.
- 通过实验分析量化了孔壁和HAZ宽度.
主要成果:
- 实现了4.160°的明显减少的孔壁收缩率.
- 将受热影响区 (HAZ) 限制在平均宽度为18.577微米.
- 实验结果显示,孔缩小率为5.0%,HAZ宽度为2.2%,偏差最小,验证了优化.
结论:
- 与CFRP的传统方法相比,皮秒激光钻探提供了更高的精度和质量.
- 优化的激光参数有效地减少HAZ和缩,提高加工精度.
- 这项技术对于需要精确的CFRP组件制造的高科技应用具有重要的工业价值.
