对于CF/PEEK复合材料的激光辅助削的加工特性和参数优化的研究

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
• 复合材料加工 复合材料加工

背景情况:

• 碳纤维/聚乙烯基 (CF/PEEK) 复合材料由于其理想的性能,在航空航天和运输中至关重要.
• 由于CF/PEEK的脆性-柔性两相结构,造成了加工方面的挑战.

研究的目的:

• 研究CF/PEEK复合材料的激光辅助削的有效性.
• 在性能和材料完整性方面,将激光辅助削与传统削 (CM) 进行比较.

主要方法:

• 使用不同的激光功率和轴速率,将四个CF/PEEK单向板面方向 (0°,45°,90°,135°) 成.
• 对切削力,温度,表面粗度和损伤缺陷的分析.

主要成果:

• 在0°纤维方向下实现最佳加工性能 (切削力,温度,表面质量).
• 与CM相比,在90°纤维定向下进行激光辅助削,降低了高达19.8%的温度和高达20.5%的力 (Fx,Fy).
• 通过激光辅助削观察到表面缺陷的显著减少和表面粗度的改善.

结论:

• 与传统方法相比,激光辅助削为CF/PEEK复合材料提供了优越的加工结果.
• 在CF/PEEK加工中,易碎的断裂机制 (纤维断裂,拉出,解接) 是普遍存在的.
• 确定的最佳处理参数是0°光纤定向,400W激光功率和4000rpm的螺旋旋转速.