碳纖維復(fù)合材料是指由碳纖維作為增強(qiáng)體、樹脂作為基體的一種復(fù)合材料，具有良好的力學(xué)性能、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，碳纖維復(fù)合材料激光切割工藝的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了碳纖維復(fù)合材料在航空航天、汽車制造等熱門領(lǐng)域的應(yīng)用。
碳纖維復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高硬度以及高韌性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)切割方式主要有刀具切削、機(jī)械鉆孔等加工方式，加工時(shí)容易出現(xiàn)刀具磨損嚴(yán)重、纖維外拉、材料分層等問題，影響碳纖維復(fù)合材料的加工質(zhì)量。
碳纖維復(fù)合材料激光切割作為一種先進(jìn)的非接觸式加工技術(shù)，在碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用潛力非常巨大，但是由于樹脂基體對熱量輸入非常敏感，而且碳纖維本身和樹脂材料的熱力學(xué)性能有著巨大差異，碳纖維復(fù)合材料激光切割過程中很容易產(chǎn)生熱影響區(qū)，另外，由于激光光束的特殊性，激光切割打孔時(shí)容易發(fā)生錐度，如何解決碳纖維復(fù)合材料激光切割的熱影響區(qū)和錐度問題，一起來看看。
機(jī)械制孔采用麻花鉆鉆孔方式，孔入口表面很容易出現(xiàn)毛刺、碳纖維撕裂、纖維絲脫出等現(xiàn)象，孔壁表面效果較差，碳纖維復(fù)合材料孔出口處缺陷主要為材料分層，在鉆頭鉆出時(shí)產(chǎn)生。
碳纖維復(fù)合材料激光切割時(shí)由于激光光束旋切掃描路徑的特殊性，打孔的孔壁邊緣容易出現(xiàn)波浪條紋，平行填充方式打孔的材料表面很平整，但是會出現(xiàn)嚴(yán)重分層。常見的平行填充或十字填充兩種方式的加工時(shí)間更長，熱量積累也更大，同時(shí)也將導(dǎo)致材料的分層更加嚴(yán)重。
這種問題現(xiàn)象的原因是由于碳纖維復(fù)合材料激光切割加工時(shí)間非常短，切割速度快，熱量積累少，碳纖維絲雖然被切斷但卻沒有完全去除。
碳纖維復(fù)合材料具有非均質(zhì)性機(jī)各向異性特性，熱量在碳纖維復(fù)合材料中的傳導(dǎo)速率不同，碳纖維復(fù)合材料的各個(gè)板層間不含纖維，所以其主要依靠導(dǎo)熱系數(shù)低的樹脂導(dǎo)熱，由于散熱出口的熱量分布不均，這就造成樹脂熔化不均勻，熱影響區(qū)將沿纖維排布方向快速擴(kuò)散。碳纖維復(fù)合材料激光切割開孔表面與焦平面重合，激光加工速度快，熱量積累少，所以成型孔附近的熱影響區(qū)較小。
技術(shù)優(yōu)勢：
采用高速處理器及加減速控制算法，使機(jī)器平穩(wěn)進(jìn)行高速加工；
轉(zhuǎn)盤分割器設(shè)計(jì)，可有效實(shí)現(xiàn)同時(shí)上料和同時(shí)加工的高效生產(chǎn)模式；
整套運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用X及Y軸模組同步帶系統(tǒng)，可有效滿足二維平面任意圖形的加工；
支持與機(jī)械手等外部設(shè)備IO通訊，實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備對某個(gè)加工文件的指定調(diào)用及控制，從而滿足設(shè)備與其他外部設(shè)備的協(xié)同加工。
支持修改加工圖元的切割起點(diǎn)、方向及加工路徑優(yōu)化等功能；
以上就是碳纖維復(fù)合材料激光切割的原理、技術(shù)闡述與應(yīng)用注意事項(xiàng)的全部內(nèi)容。選購相關(guān)激光設(shè)備，歡迎來大族粵銘激光咨詢。
