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通过真空紫外辐射对纤维增强塑料进行表面预处理
摘要： 纤维增强塑料（FRP）在交通运输、航空航天、风力发电、建筑以及体育休闲等领域具有重要应用价值。优化FRP结构的胶接工艺——尤其是胶接前的表面处理——对未来FRP应用的扩展至关重要。其中核心问题取决于FRP的聚合物基体：对于热固性基体，主要问题是连接部件表面存在脱模剂；而对于聚丙烯（PP）等热塑性基体，则存在表面能低和表面惰性等难题。传统的手工打磨预处理方法，应被真空紫外（VUV）灯（光谱范围100-200纳米）等高能辐射技术取代。这种非接触式处理方法具有处理均匀性高、材料损耗少且不产生额外纤维脱落的特点，通过氧原子掺杂活化热塑性塑料表面，同时清除或改性热固性材料表面的脱模剂污染[1-8]。研究展示了VUV表面活化对PP和碳纤维增强复合材料（CFRP）的功能基团引入、表面能提升、基体降解及胶接粘附力增强的效果，并包含脱模剂涂层及VUV辐射改性的专项研究。最后还探讨了通过波长调控、惰性气体环境及湿度控制等加速处理进程的可能性?；诹较罹咛逵τ冒咐?，最终对VUV预处理工艺进行了综合评估。
关键词： 紫外光（VUV）、辐照、准分子、脱模剂、表面预处理、碳纤维增强塑料（CFRP）、纤维增强塑料（FRP）、玻璃纤维增强塑料（GRP）
更新于2025-09-23 15:22:29
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[美国激光学会 ICALEO? 2016：第35届国际激光与电光应用大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 国际激光与电光应用大会 - 激光切割最新进展
摘要： 激光切割是激光材料加工最早的应用之一。如今，除激光打标外，激光切割已成为应用最广泛的激光材料加工技术。目前几乎所有材料都能通过激光进行切割，特别是随着功率高达100瓦的超短脉冲激光器的出现。待切割材料的厚度范围可从几微米到数十毫米，既可以是平板材料，也可以是自由曲面形状。本文重点研究近红外和远红外波段高功率连续激光的切割应用，将探讨金属厚板熔融切割的最新进展，特别是动态光束整形技术的积极影响，同时介绍无辅助气体薄板激光切割的先进技术水平。针对非金属材料，将阐述同时采用两种不同波长激光切割纤维增强塑料等复合材料的最新成果，并展示新型绿光连续激光切割的初步结果。最后将从工艺改进和过程控制初期阶段的角度，展望激光切割技术的未来发展趋势。
关键词： 纤维增强塑料、绿色连续波激光器、激光切割、动态光束整形、材料加工
更新于2025-09-16 10:30:52
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多层复合管道激光辅助缠绕工艺的温度分析
摘要： 纤维增强聚合物复合材料的管状结构被广泛应用于石油天然气行业的立管和汽车领域的氢气压力容器等场景。激光辅助带材缠绕工艺为热塑性复合材料制造这类结构提供了一种自动化且高效的解决方案。然而为确?？煽康母咧柿抗ひ招Ч?，必须理解并考虑控制连续缠绕层间固结的层压板内部温度分布以进行工艺设计。在实验装置中，研究人员在采用纯热塑性衬管缠绕五层结构的管道样品制备过程中，沿周向多个点位将热电偶嵌入层间，从而获取不同横向位置的贯穿厚度方向温度分布。除热电偶记录的温度数据外，还在带材缠绕头上安装了聚焦激光加热区域的固定式红外热像仪。通过对比两种来源的温度数据点，评估贯穿厚度温度分布如何反映表面温度输入。此外，将实验测定的温度分布与数值工艺模型结果进行比对，就多变量工艺的建模与控制得出结论。
关键词： 复合材料、温度测量、纤维增强塑料、加工、激光辅助带缠绕
更新于2025-09-16 10:30:52
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PA6-GF30激光透射焊接过程中的原位工艺监测
摘要： 准同步激光透射焊接通常用于传感器和电子元件的封装。为?；ぴ馐艹逼质?，需进行密封性包封。但常规路径监测法无法识别局部焊缝中断。通过采用同轴集成于三维扫描仪的热像仪，可根据测温数据定位待焊件间的间隙。然而塑料纤维增强材料导致的热辐射散射会降低可探测热辐射量，显著增加间隙识别的难度。本实验采用的检测系统具有小检测光斑特性，且扫描仪内部热辐射衰减轻微。因此对于PA6-GF30材料的焊接，即便存在30%（重量比）玻璃纤维含量和约1毫米的焊缝宽度，仍能检测出微小尺寸的间隙。
关键词： 原位监测、塑料焊接、高温计、温度测量、纤维增强塑料
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过激光结构化PcBN刀具提高Inconel 718高速车削性能
摘要： 纤维增强塑料（FRP）在航空航天和汽车领域的应用日益重要。然而，干式加工FRP会产生具有磨蚀性且导电的粉尘颗粒，这些颗粒还可能在机床封闭工作空间内形成爆炸性粉尘-空气混合物。为?；げ僮魅嗽焙突舶踩?，通常安装大功率抽吸系统（发动机功率>5千瓦）并以恒定流量运行，这会显著增加机床的整体能耗。本文提出一种需求导向的流量控制新方法，以提高除尘系统的能效。所开发控制机制的目标是以最低能耗维持最大允许粉尘限值。低成本粉尘传感器作为控制机制的反馈系统。后续阶段增设力测量平台，为控制系统提供额外信号以提升性能。为验证该方法，采用碳纤维增强塑料（CFRP）进行铣削测试。实验结果表明能耗最高可降低70%。
关键词： 纤维增强塑料、节能控制、抽吸系统、干式加工、粉尘传感器
更新于2025-09-12 10:27:22
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一种利用电时域反射法检测胶接接头中虚粘缺陷的传感器
摘要： 轻量化结构中潜力最大的连接技术是胶接。在胶接接头中可能出现多种缺陷，除未固化胶层区域和空隙等明显缺陷外，粘附缺陷（如"吻接"缺陷）对航空业及其他行业此类接头的可靠性构成严重威胁。由于"吻接"缺陷是厚度仅数纳米的微小界面缺陷，常规无损检测方法在多数应用场景中无法实现有效检测。本文提出一种基于电时域反射计的新型胶接传感器，通过检测胶接接头中被粘物变形差异来推断"吻接"缺陷的存在。研究采用有限差分时域模型进行数值计算，证明该传感器原理具有可行性。随后通过单搭接剪切试样的剪切拉伸试验（将胶接传感器集成于接头中）对传感器进行了实验验证。
关键词： 吻接、纤维增强塑料、数字图像相关技术、无损检测、胶接接头、电时域反射计
更新于2025-09-10 09:29:36