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    数控类激光等离子切割机复合材料的选用

    2019-07-06 17:03:33

      数控类激光等离子切割机广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。数控类激光等离子切割机是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。

      激光切割复合材料通常不产生熔化反应,熔化的材料周围不像金属那样形成蒸汽柱。材料成分(树脂和纤维)的性质大大地影响产生热的机理,一般蒸发纤维所需能量比蒸发树脂的高,因此切割复合材料所需的功率主要取决于纤维的种类及其含量。

    数控激光等离子切割机.png

      这些材料具有不同的热特性,通常所采用的典型值,因此,在切割复合材料时,当某一部分可进行高速切割,而其它部分只能用低速切割时,如果用低速切割这部分材料,则对另一部分材料有熔融、塌边及炭化等恶劣影响,并在加工具有空腔那样不均匀的材料时,这些影响则会使加速气流产生紊流,其结果形成不规则的切割面。这是由于激光所产生的热量足以引起树脂蒸发,从而引起树脂富集区内的纤维蒸发所致。对于这种情况,需要高速切割,而且要功率极大的激光器,采用这种工艺可切割传统方法难以切割的复合材料。

      凯芙拉纤维是随航空航天工业发展而普及的一种材料,也是非常坚硬的材料,以前用金刚石/硬质合金刀具切割,刀刃极易变钝,一般只能保持几分钟。使用目前的技术,用250WCO2激光器,以12m/min的速度能够切割1.2mm厚的凯芙拉/环氧复合材料,用1kWCO2激光器能够切割的最大厚度为9.5mm.为了避免切割面产生炭化,必须采用峰值功率极高的脉冲激光束。同样,切割玻璃纤维,特别是碳纤维时,切割面也容易炭化,这是由于碳纤维的导热性很好,切割时产生的热很快分散到周围的基体上,结果树脂受热而蒸发或燃烧所致。



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