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復(fù)合型材料應(yīng)該選擇怎樣的切割方式

本站發(fā)布日期:2011-12-12

 

    激光切割復(fù)合材料通常不產(chǎn)生熔化反應(yīng),熔化的材料周圍不像金屬那樣形成蒸汽柱。材料成分(樹脂和纖維)的性質(zhì)大大地影響產(chǎn)生熱的機理,一般蒸發(fā)纖維所需能量比蒸發(fā)樹脂的高,因此切割復(fù)合材料所需的功率主要取決于纖維的種類及其含量。

   這些材料具有不同的熱特性,通常所采用的典型值,因此,在切割復(fù)合材料時,當(dāng)某一部分可進行高速切割,而其它部分只能用低速切割時,如果用低速切割這部分材料,則對另一部分材料有熔融、塌邊及炭化等惡劣影響,并在加工具有空腔那樣不均勻的材料時,這些影響則會使加速氣流產(chǎn)生紊流,其結(jié)果形成不規(guī)則的切割面。這是由于激光所產(chǎn)生的熱量足以引起樹脂蒸發(fā),從而引起樹脂富集區(qū)內(nèi)的纖維蒸發(fā)所致。對于這種情況,需要高速切割,而且要功率極大的激光器,采用這種工藝可切割傳統(tǒng)方法難以切割的復(fù)合材料。
 
   凱芙拉纖維是隨航空航天工業(yè)發(fā)展而普及的一種材料,也是非常堅硬的材料,以前用金剛石/硬質(zhì)合金刀具切割,刀刃極易變鈍,一般只能保持幾分鐘。使用目前的技術(shù),用250WCO2激光器,以12m/min的速度能夠切割1.2mm厚的凱芙拉/環(huán)氧復(fù)合材料,用1kWCO2激光器能夠切割的最大厚度為9.5mm.為了避免切割面產(chǎn)生炭化,必須采用峰值功率極高的脈沖激光束。同樣,切割玻璃纖維,特別是碳纖維時,切割面也容易炭化,這是由于碳纖維的導(dǎo)熱性很好,切割時產(chǎn)生的熱很快分散到周圍的基體上,結(jié)果樹脂受熱而蒸發(fā)或燃燒所致。

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