在交通運(yùn)輸行業(yè)中,由于對(duì)提高燃料效率和降低碳排放量有著強(qiáng)烈的需求,因而極大地推動(dòng)了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合
材料(CFRP)在各種飛機(jī)和汽車零部件制造中的應(yīng)用。隨著這種材料的成本持續(xù)下降,對(duì)它的需求和使用將進(jìn)一步加強(qiáng)。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種輕質(zhì)、經(jīng)久耐用的材料,具有良好的耐腐蝕性和抗振性,因而可取代許多金屬零部件。
優(yōu)化設(shè)計(jì)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零部件比鋼能的質(zhì)量輕70%,比鋁則輕了30%,這些優(yōu)點(diǎn)使其對(duì)許多非交通運(yùn)輸相關(guān)行業(yè)也極具吸引力,例如風(fēng)能發(fā)電中使用的零部件、運(yùn)動(dòng)器材、石油勘探設(shè)備和消費(fèi)類
電子產(chǎn)品。
_dELVs7OL SwsJ<Dq^z 但是這些優(yōu)點(diǎn)在讓碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為一種獨(dú)特而有用的材料的同時(shí),也使得難以對(duì)其進(jìn)行高質(zhì)量的加工。在其產(chǎn)品中使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造商也在尋求降低制造成本的方法。由于刀具磨損以及操作成本很高,常規(guī)的機(jī)械和磨料水射流切割技術(shù)的成本高昂,并且加工過(guò)程中的纖維斷裂和材料分層情況很常見,因而造成了成品率損失。而使用
激光加工的方法能提供諸多優(yōu)點(diǎn),例如非接觸式的加工過(guò)程以及在當(dāng)前的生產(chǎn)環(huán)境下容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。激光加工避免了刀具磨損以及機(jī)械技術(shù)引起的質(zhì)量逐步下降,并且能降低操作成本。此外還可以減少或消除加工過(guò)程中的纖維損傷和材料分層情況。不過(guò),對(duì)于激光加工碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來(lái)說(shuō),一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)就是同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的生產(chǎn)率以及在材料中形成最小的熱影響區(qū)(HAZ)。
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