Лазерная обработка армированного углеродным волокном пластика с помощью волоконного лазера

Авторы: Урушадзе Т.Б., Брыжеватых Е.Ю.
Опубликовано в выпуске: #2(19)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-2-246
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки
Ключевые слова: углепластик, лазерная резка, зону термического влияния, оптоволоконный лазер, однопроходный режим лазерной обработки, многопроходный режим лазерной обработки, эффективная скорость подачи, мощность лазера
Опубликовано: 24.01.2018

Рассмотрено применение лазерной обработки для разрезания пластика, армированного углеродным волокном. Показано, что уменьшение теплового воздействия при лазерной резке CFRP является одной из главных задач. В этой связи изучено влияние режимов лазерной резки на зону термического влияния. В установке использовали волоконный лазер Yt — YAG высокой мощности, оснащенный специальной оптической системой. Для определения оптимальных параметров процесса обработки использовали такие данные как число проходов разрезания, необходимую энергию, приходящуюся на единицу длины, и достижимое качество разрезания. Также исследовали многопроходный процесс и зависимость расширения зоны термического влияния от числа проходов. Приведены параметры режимов обработки. Даны рекомендации по организации и проведению процесса.

Литература

[1] Emmelmann С., Petersen M., Goeke A., Canisius M. Analysis of laser ablation of CFRP by ultra-short laser pulses with short wavelength. Physics Procedia, 2011, no. 12, pp. 565–571.

[2] Niino H., Kawaguchi Y., Sato T., Narazaki A., Kurosaki R., Muramatsu M., Harada Y., Nagashima T., Wakabayashi K., Nagashima T., Kase Z., Matsushita M., Furukawa K., Nishino M. Laser cutting of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). Proc. of Int. Symp. on Laser Processing of CFRP and Composites, 2012, no. 4., pp. 119–126.

[3] Wolynski A., Herrmanna T., Muchab P., Halouic H., L’huilliera J. Laser ablation of CFRP using picosecond laser pulses at different wavelengths from UV to IR. Physics Procedia, 2011, vol. 12, pp. 292–301.

[4] Herzog D., Jaeschke P., Meier O., Haferkamp H. Investigations on the thermal effect caused by laser cutting with respect to static strength of CFRP. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2008, no. 48, no. 12-13, pp. 1464–1473.

[5] Bluemel S., Jaeschke P., Wippo V., Bastick S., Stute U., Kracht, D., Haferkamp H. Laser machining of CFRP using a high power laser – Investigation on the heat affected zone. Physics Procedia, 2014, no. 56, pp. 1–8.

[6] Stock J., Zaeh M., Conrad M. Remote laser cutting of CFRP: improvements in the cut surface. Physics Procedia, 2012, no. 39, pp. 161–170.

[7] Haferkamp H., Alvensleben F., Seebaum D., Goede M., Puester T. Air contaminants generated during laser processing of organic materials and protective measures. Journal of Laser Applications, 1998, vol. 10, no. 3, pp. 109–113.

[8] Fujita M., Somekawa T., Miyanaga N. Micromachining of CFRP with ultra-short laser pulses. Physics Procedia, 2013, vol. 41, pp. 636–639.

[9] Graf T., Weber R. Laser applications from production to machining of composite materials. Proceedings of EALA, 2012, pp. 289–299.

[10] Goeke A., Emmelmann C. Influence of laser cutting parameters on CFRP part quality. Physics Procedia, 2010, vol. 5, pp. 253–258.