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德國(guó)開發(fā)出快速、精確、無磨損的激光打孔CFRP工藝
近日，德國(guó)漢諾威激光中心（LZH）的科學(xué)家們宣布成功開發(fā)出一種自動(dòng)化的激光鉆孔工藝，可以促進(jìn)碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）的加工。他們表示，這在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和隔音方面的應(yīng)用中特別有價(jià)值。
碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）等復(fù)合材料在輕量化結(jié)構(gòu)方面非常出色，除其他外，還用于汽車和飛機(jī)結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化CFRP和夾層材料的加工，LZH的科學(xué)家與Invent和KMS技術(shù)中心一起開發(fā)了一種具有相關(guān)系統(tǒng)設(shè)置的創(chuàng)新工藝。
在這一過程中，激光束被特別設(shè)計(jì)的衍射光學(xué)元件分割成部分光束，使其擊中材料上的多個(gè)位置并同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)孔。
理想情況下，這可以用多達(dá)25個(gè)部分光束來完成，將打孔時(shí)間減少到原始時(shí)間的25分之一，每孔不到十分之一秒，這是傳統(tǒng)方法無法達(dá)到的，即使是對(duì)于更大的孔。
通過這種工藝，科學(xué)家們能夠制造出直徑僅為1.2毫米-0.25毫米的孔。這使得它們比目前在夾層和CFRP材料中使用傳統(tǒng)機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)的孔更小。使用KMS技術(shù)中心制造的光學(xué)機(jī)械裝置，在不需要更換工具的情況下，還可以實(shí)現(xiàn)孔徑和模式的高度靈活性。
激光微鉆在航空領(lǐng)域也很有趣。例如，為了減少飛機(jī)的噪音排放，發(fā)動(dòng)機(jī)采用了吸聲包層元件。這種部件通常由CFRP或CFRP夾層材料制成，然后在大面積上提供許多小孔。
激光微鉆孔適用于聲學(xué)鉆孔，因?yàn)樗菬o接觸的，因此沒有壓力和磨損。這消除了由于鉆頭磨損造成的高成本和鈍鉆造成的質(zhì)量問題。在聲學(xué)測(cè)試中，項(xiàng)目合作伙伴Invent對(duì)激光鉆孔夾層板的隔音性能評(píng)價(jià)為“非常好”。
上述項(xiàng)目名為“夾層材料的微鉆孔:激光工藝的發(fā)展”（miBoS），由德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)部資助。
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