皮秒激光切割PBO纤维增强复合材料

• 作者: 张学聪 钱静 付强 王关德 刘军 崔红 张承双 包艳玲 戴晔 赵全忠
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 激光技术 激光与物质相互作用 皮秒激光 聚对苯撑苯并双噁唑纤维增强复合材料 表面质量 热损伤 加工效率
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 激光制造|Laser Manufacturing
• 页码范围: 55-64
• 页数: 10页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202047.1002004

摘要

一次性整体成型或传统的加工方式已不能满足聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维增强复合材料精密加工和装配的要求.首先分别采用波长为355 nm的紫外皮秒激光和波长为1030 nm的红外皮秒激光对PBO纤维增强复合材料进行切割加工,加工过程中采用渐进式焦点下移和多道扫描策略;然后采用扫描电子显微镜观察了复合材料的切割截面形貌,分析了材料的物理去除机制和加工热损伤;最后研究了激光功率、扫描速度和方向、脉冲重复频率等激光参数与切割质量、切割效率之间的关系.实验结果表明:紫外皮秒激光可以实现“冷加工”和光化学效应,得到了较高的切割质量;激光焦点随加工进程下移可以有效提高加工质量并改善材料切割表面的一致性.研究结果表明,采用8W、400 kHz、1000mm/s的激光参数可以进行高质、高效的材料加工.