东纶科技超短脉冲激光精细加工纤维增强树脂基复合材料的研究进展

  南开大学现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室，天津 300350

  王明伟，博士，教授，研究方向为飞秒激光科学与创新应用、太赫兹光电子学E-mail:.cn

  纤维增强树脂基复合材料具有轻质量、高强度、耐腐蚀和抗疲劳等优点，被广泛地应用在航空航天、风电及汽车等领域。然而纤维树脂复合材料是各向异性的非均质材料，属于典型的难加工材料，现有的加工技术存在热影响区过大、分层、起毛等问题，成为航空航天工业领域的精密加工技术瓶颈。超短脉冲激光加工作为一种新型加工技术，具有无热传递、不受物质种类限制、微小尺度、可控性强、非接触等优点，有望实现纤维复合材料的精细加工。本文在介绍目前激光加工纤维复合材料研究工作的基础上，讨论了超短脉冲激光加工以碳纤维增强树脂基复合材料为主的纤维复合材料的作用机制和提高加工质量的几种方法，指出了以突破航天工业高精度加工技术瓶颈为目的的超短脉冲激光精细加工纤维增强树脂基复合材料的研究方向、内容和科学问题，为后续实现符合航天工业高精度及大尺度要求的精密加工提供了技术路线和可能的解决方案。

  图 8尼龙塑料聚酰胺6(PA6)、 聚醚醚酮(PEEK)、塑胶原料(PPS)和树脂的吸收光谱[31]

  图 10(a) 皮秒激光加工CFRP机制图；(b) 皮秒激光“双旋转”加工方法[36]

  图 12(a) 激光路径示意图；(b) 传统扫描方式；(c) 交错扫描方式[37]

  图 13热电阻模型：(a) 平行于纤维轴的热传导；(b) 垂直于纤维轴的热传导；(c) 激光平行纤维方向切割示意图；(d) 激光垂直纤维方向切割示意图

最新新闻