复合材料的激光加工

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　碳纤维增强塑料（CFRP）和玻璃纤维增强塑料（GFRP）由束缚在聚合树脂里的碳纤维或玻璃纤维基底组成，从而带来许多满足需要的特性，最显著的就是高强度重量比，还有高硬度、低热膨胀系数以及优异的耐腐蚀性。

　　使用较轻的FRP材料来制造飞机，每年能够在飞行上节省几百万美元的燃料成本。举例来说，波音787“梦想客机”在使用寿命期间节省的飞机保养费用约为3000万至4000万美元之间。

　　FRP材料的优点有很多，但众所周知的是这种材料非常难加工。传统的加工方法，比如机械铣削和钻孔，会引起破片、热损害、分层、纤维拔出以及对工具的严重磨损。近来，人们研究使用水注切割，但还是会引起纤维分层以及其他的实用性限制。举例来说，当加工起始的地方不是在材料的边缘时，就需要钻一个导向钻孔。作为一种非接触式的材料移除工艺，激光加工能够提供解决上述问题的方案。然而，一直以来，在这种应用中，激光和材料之间的相互作用尚没有得到广泛理解。针对这个问题，JK Lasers公司联合英国利物浦约翰摩尔大学（John Moores University）一起开展了研究。

　　为了让研究人员更加了解激光和材料之间的相互作用，在研究中使用了两种光束特性不同的激光源来加工。使用带有钻孔喷嘴的Nd:YAG激光器JK300D（以光纤传输，具有高峰值功率）来进行冲击钻孔试验。使用带有切割喷嘴的200瓦单模光纤激光器JK200FL进行切割试验。使用配有扫描头的JK200FL进行穿孔和铣削试验。

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