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[美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际大会 - 采用不同纳秒脉冲的高功率紫外激光加工碳纤维增强复合材料

DOI：10.2351/1.5118607 出版年份：2016 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 在实现高切割速度的同时，最小化热损伤是碳纤维增强塑料（CFRP）激光加工中的重要问题之一。在激光加工的众多参数中，我们重点研究了脉冲波形，采用Spectra-Physics公司功率高达60W的355纳米紫外Quasar?激光器，探究热影响区（HAZ）的产生情况及切割速度。将脉冲宽度从2纳秒调整至10纳秒，并利用该激光器的TimeShift?功能测试了脉冲分割和脉冲串模式技术，对250微米厚的CFRP板材进行切割。研究发现，对于聚丙烯腈（PAN）基CFRP而言，较短的脉冲宽度和脉冲分割技术均能有效减小热影响区并提高切割速度。
作者： M. Fujita，H. Ohkawa，T. Somekawa，Y. Maeda，T. Matsutani，J. Bovatsek，R. Patel，N. Miyanaga
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究高功率355纳米紫外激光加工碳纤维增强复合材料(CFRP)时脉冲波形对热影响区(HAZ)产生及切割速度的影响。

研究成果

研究发现，较短的脉冲宽度和脉冲分割能有效减少聚丙烯腈基碳纤维增强复合材料（PAN-based CFRP）的热影响区并提高切割速度。在相同平均功率下，较低的脉冲能量和较高的重复频率可实现更高的切割速度。热影响区宽度主要取决于脉冲能量，其次受脉冲宽度轻微影响。

研究不足

本研究仅限于250微米厚度的PAN基碳纤维增强复合材料板材。其他参数如波长和扫描速度的影响未在本研究中探讨。

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