复合材料的激光加工

投稿专栏 • 2022年10月31日 09:19 • 阅读 4424

高度的灵活性和耐用性只是复合材料激光加工技术的部分优势。为应用量身定制的精确能量引入为处理温度敏感材料提供了机会。

激光透射焊接可靠地连接纤维增强热塑性塑料

光子工艺越来越多地用于加工复合材料，特别是纤维增强热塑性塑料。这是因为机械过程通常会由于相关的应力而导致分层。相比之下，纤维增强塑料的激光加工提供了选择性和高速加工基体材料的可能性。这反过来又允许更复杂的形状。

目前正在研究和实施激光的首次应用。通过这种方式，纤维增强塑料可以通过激光传输焊接可靠地连接起来。通过基于激光的表面处理，可以制备复合材料以进行粘合和修复。此外，CFRP 和 GFRP 可以通过激光精确且可重复地切割和钻孔。

但光子技术可以做得更多。例如，开姆尼茨的撒克逊纺织研究所 (STFI) 开发了一种使用激光技术从碳纤维回收物中去除异纤的工艺，并取得了可喜的成果。从测试中获得的纯碳纤维材料首先进行了物理检查，然后检查了它们在纺织工艺中的可加工性。结果表明，由于激光效应，强度或电子模块没有显着变化。

汉诺威激光中心 (LZH) 在研究基于激光的复合材料工艺的有效应用方面发挥着重要作用。在众多项目中，科学家们正在研究特定应用的光子技术。

德国一些最大的生产公司已经完善了用于自动修整、钻孔和修复具有曲面的三维部件的激光工艺。这些都是在较短的修复过程中完成的。然后用称为补丁的精确安装替换零件再次关闭轴。这是显着延长 CFRP 车身部件寿命的重要一步。

为了能够更有效地对复合材料制成的飞机部件进行返工，LZH 正在开展一个项目，为薄壁和复杂的 CFRP 部件开发可靠的工艺。由激光、扫描仪、短相干干涉测量系统和控制软件组成的创新系统技术应根据组件的性质确定单独的工艺参数。

此外，科学家们创造了一种新的纤维取向测量设备，采用创新的激光修复工艺，以使 FRP 组件更加耐用和高效。与机械消融工艺相比，新设备具有更高的几何分辨率。由于图像识别的速度，可以实时评估数据。