研究目的
研究不同的激光钻孔/切割参数,以实现激光钻孔的GFRP层压板表面粗糙度最小、热影响区最小、锥角最小以及抗拉强度最大,并与传统钻孔进行比较。
研究成果
最佳激光钻孔参数(激光强度2.04 W/cm2,切割速度8 mm/s,气体压力4 bar)相比传统钻孔能获得更高的抗拉强度和更低的表面粗糙度。激光钻孔是薄型GFRP层压板的合适替代工艺,适用于飞机零部件制造等行业。
研究不足
该研究针对特定类型的玻璃纤维增强塑料(GFRP)复合材料;其结果可能不适用于其他复合材料类型。潜在的优化领域包括扩展至其他材料和厚度。
1:实验设计与方法选择:
采用三因素三水平的全因子实验设计(DOE),使用方差分析(ANOVA)进行统计分析。
2:样本选择与数据来源:
手工铺层工艺制备的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层压板样本(厚度1.2毫米,平纹E玻璃纤维,环氧树脂),并测量其孔隙率。
3:2毫米,平纹E玻璃纤维,环氧树脂),并测量其孔隙率。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:CO?激光源、氩气辅助气体、扫描电子显微镜(SEM)用于成像、Elcometer 224数字表面粗糙度仪、Instron 4208型万能试验机、用于常规钻孔的CNC加工中心。
4:实验步骤与操作流程:
采用环形切割法进行激光钻孔,使用麻花钻和直柄钻头进行常规钻孔,根据ASTM 3039M标准进行拉伸测试,测量表面粗糙度和热影响区(HAZ)。
5:数据分析方法:
使用Minitab 17软件进行方差分析(ANOVA)、回归建模及多响应优化。
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获取完整内容-
CO2 Laser
Not specified
Not specified
Used for laser drilling of GFRP composites
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SEM
Not specified
Not specified
Used for imaging and measuring HAZ and surface morphology
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Surface Roughness Tester
Elcometer 224 Digital
Elcometer
Used to measure surface roughness of drilled holes
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Universal Testing Machine
Instron Type 4208
Instron
Used for tensile strength tests
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CNC Machining Center
Not specified
Not specified
Used for conventional drilling experiments
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Drill Bit
Brad and Spur Point
Not specified
Used for conventional drilling
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Laboratory Mixer
Not specified
Not specified
Used for stirring resin and hardener
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