当前位置:网站首页 > 技术资料 > 碳纤维切割终于迎来春天:激光切割机的救“碳”之旅

碳纤维切割终于迎来春天:激光切割机的救“碳”之旅

来源:www.laser08.com 时间:2022-03-17 点击:892
碳纤维切割终于迎来春天:激光切割机的救“碳”之旅:碳纤维复合材料 (CFRP) 具有高比强度、高比硬度、轻质的特点,使其越来越多地用于航空航天、汽车、体育、航空、建筑和医疗应用以及许多其他应用。但由于层流强度低、各向异性、硬度高、脆性大,常规碳纤维复合材料加工容易出现刀具易磨损、易材料分离等问题。热性能差异过大,必然导致激光切割过程中的热损伤,从而损害材料的力学性能。因此,研究如何减少CFRP激光切割过程中的热损伤以及如何提高切割质量非常重要。
在这项工作中,对 Nd: YAG 激光器的空气和水下切割碳纤维复合材料 (CFRP) 进行了实验研究,该激光器具有毫秒脉冲,额定功率为 500 W,使用因子测试来测试和分析其影响。激光。参数。就像冲动的能量一样。切割质量受产生的频率、切割速度和气压以及激光参数对切割宽度、前角、前光束长度和 CFRP 切割底面的影响的影响。对纤维进行了测试,并测试了在空中或水下是否存在碳纤维激光切割机制。在激光切割中,可实现碳纤维在空中和水下的最佳切割参数组合。主要结论如下:
脉冲能量太高,频率太高,切割速度太低,气压太低会增加材料的热损伤,脉冲能量太低,频率太低,压力太低,气体切割太高造成材料背面和锥形角上出现太大且不规则的裂缝。水下CFRP激光切割可以显着降低激光切割造成的热损伤,大大缩短纤维去除的前后长度,大大减小热冲击面积,但水下激光切割也会导致材料中锥角过大。和裁切时,缝合出现不均匀,裁切力太高。
CFRP激光切割机理分析表明,CFRP激光切割空间上宽下窄; CFRP激光手术在空中的HAZ上窄下宽,而CFRP激光手术的HAZ上宽下窄。
通过对空气中碳纤维进行矩形计算和区域分析,并对结果进行全平衡分析,确定了空气中碳纤维激光切割的最佳参数:1脉冲能量,7J,频率。 140赫兹,切割速度150毫米/分钟,气压0.6兆帕。
矩形水下CFRP激光切割设计和距离分析和全平衡分析的结果保证了水下CFRP激光切割的最佳参数:2.1J脉冲能量和130Hz频率,切割速度130 mm/min,气压0.5 MPa。
剪切损伤的测试方法 - 层流之间的剪切破坏。在空中,激光切割的CFRP样品不仅有单层切割缺陷,还有多层切割缺陷,激光切割是在水下进行的。 CFRP 样品的层间剪切强度比空气切割以下的 CFRP 样品高 63.4%。
常见抗剪强度试件的断裂状态均为片状裂纹和少量胶层剪切缺陷,下面列出最新的CFRP激光切割拉伸试件。 “水比激光空切大。CFRP 样品大 46.33%。
铆钉损伤是一种复杂的剪切破坏,激光处理的CFRP试件在水中的静强度比激光处理的CFRP试件在空气中的静强度高34.6%。
激光切割CFRP的过程非常复杂,操作质量受很多因素的影响。此外,碳纤维的水下激光切割技术仍处于研究阶段,使得碳纤维复合材料不适合激光切割。这一步。
切割速度的影响
切割速度决定生产效率。作为保证切削质量的先决条件,这是现代企业以提高生产率、降低加工成本为目标的发展必然面临的问题。
根据其他不变的参数,切割速度的变化意味着激光与材料的相互作用随时间的变化,即。激光能量密度的变化。切割速度越高,激光密度越低。激光能量。当切割速度较低时,激光能量密度过高,导致材料在凹槽周围熔化或蒸发,从而增加了运行和粗糙度,降低了切割质量。随着速度增加到合适的范围,激光能量密度足够高,材料完全溶解或蒸发,用辅助气体去除材料,达到均匀开裂和均匀形状;速度达到极限,物质吸收的能量不足以完全溶解或蒸发,物质不能完全溶解;此外,在恒定的播放速度下,切割速度会增加到一个高度,这使得切割辊可以从直线走向直线。孔不通过,因此切割成为打击的临界速度。
孔尺寸对切割质量和丝网印刷质量的影响
该软件组件用于激光头和运动系统的数据采集、孔径设计、处理、控制和操作。因此,孔的设计和零件的处理可以解决激光切割的一些具体问题,弥补设计和交付过程中的错误和不足。比如板子包含0402芯片,0.5mm分体QFP芯片,比0805芯片大的焊盘,即使边长大于2.0mm,调整板厚调整焊锡量优化粘贴。 .您需要在所有触摸板上的目标孔中找到平衡。
辅助气体的影响
激光切割使用气体从孔中去除熔融材料,以确保平滑和不间断的切割过程,同时保护镜片免受损坏。提供额外的能量来加速切割过程。
气压的影响
激光切割辅助气体的基本要求是装置内气体流量大,速度快,有足够的扭矩将熔融材料抽出,气体足以与材料发生放热反应。氧气压力越高,燃烧和去除物质的化学反应越快。同时,反应产物也可以在开口结束时迅速冷却。在相邻的未切割点,气体充当制冷剂并压缩热影响区域。气体压力越高越好。如果气压太低,则该部分中的熔融材料变得难以接近,从而导致冲击和切割速度降低。 ,获得更平滑的切削刃;但过大的压力不仅增加了气体流量,而且减少了空气流量,在工件表面产生涡流,降低了除渣效果,缩小了间隙宽度。因此,只有正确选择气压,才能获得最佳的切割质量。
5.激光墨盒的广泛使用
除了制作完整的网格模板外,还可以用于小模板,即在一块钢板上生产多块印刷电路板的小网版粘贴,省工省料,方便快捷。场地。同时,Recycle Minima 还可以专门设计用于使用或升级单个组件。例如,您可以为特定零件创建模型,例如修改小型模型。 B. 新设计的电源模块和球阵列(BGA)可以通过它们在PCB上的位置来识别。当然,您也可以使用模板进行丝网印刷等。
适当调整优化各面,切割形状可以减少细金属渣的形成,型腔壁光滑,尺寸准确,锥度合适,盒子好,印刷效果好。可满足后续的填充和焊接等要求。
推荐视频/ Recommend videos
相关产品/ Related Products
行业资讯/ Industry information