研究目的
本研究介绍了采用CO2激光加工钛（Ti）与碳纤维增强塑料（CFRP）层压材料（Ti/CFRP/Ti）的可加工性。考察了线能量和激光频率对热影响区（HAZ）、锥角（TA）、金属-复合材料界面（MCI）损伤、表面粗糙度、熔渣高度及圆度等输出响应的影响。
研究成果
研究表明，激光钻削Ti/CFRP/Ti层压板存在阈值效应，加工该材料所需的线能量为72 J/mm。SAM分析被证明能有效捕捉扩展热影响区宽度和MCI损伤。研究还发现，较高频率和较低线能量可显著提升孔质量，而建议采用较高线能量以实现无熔渣加工。
研究不足
该研究聚焦于采用二氧化碳激光钻孔加工钛/碳纤维增强复合材料/钛层压板的可加工性。该研究未探索其他非传统加工方法，也未将其与二氧化碳激光钻孔进行比较。此外，该研究未调查除线能量和频率之外的其他激光参数的影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用CO2激光调制脉冲模式对Ti/CFRP/Ti层压板进行激光钻孔，探究线能量和激光频率对孔质量的影响。
2：样本选择与数据来源：
Ti/CFRP/Ti叠层复合材料由两片钛板中间夹八层单向碳纤维布制成，采用手工铺层与真空袋压工艺制备样品。
3：实验设备与材料清单：
CO2激光加工设备（通快Tru Flow 4000）、氮气辅助气体、徕卡S6D体视显微镜、ImageJ v1.50图像处理软件、蔡司Supra 55扫描电镜、SAM检测仪（型号V400）、微型CT（Xradia XRM-500）、显微硬度计（FM-800）。
4：0）、氮气辅助气体、徕卡S6D体视显微镜、ImageJ v50图像处理软件、蔡司Supra 55扫描电镜、SAM检测仪（型号V400）、微型CT（Xradia XRM-500）、显微硬度计（FM-800）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：在不同线能量和频率下进行激光钻孔，通过SAM和SEM技术分析加工损伤（以热影响区宽度和MCI损伤因子为指标），从锥度角、毛刺高度、圆度和表面粗糙度评估加工表面质量。
5：数据分析方法：
测量并分析热影响区宽度、锥度角、MCI损伤因子、表面粗糙度、毛刺高度及圆度等参数，采用SEM、SAM和微型CT进行损伤分析。
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Leica Stereo Microscope
S6D
Leica
Capturing hole images at the top and bottom surface
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SEM characterization of the cut hole cross-section
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μ-CT
Xradia XRM-500
Zeiss
Visualize the interior of the solid objects at micro-scale
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CO2 laser machining
Tru Flow TRUMPF 4000
TRUMPF
Laser drilling of Ti/CFRP/Ti laminates
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ImageJ
v1.50
Image processing software for measuring the HAZ circle diameter
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SAM
V400
KSI
Assessing the thermal damage development at MCI
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Micro-hardness tester
FM-800
Future-Tech
Conducting micro-hardness tests at the bottom Ti-sheet near the cut section
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