脉冲激光烧蚀CFRP材料工艺优化

来源：激光技术杂志2024年第1期北京时间：

作者：蔡颂, 宋金潮, 王遥遥, 陈达, 邓凯, 汤迎红, 李琦

摘要：为了研究20 W纳秒激光对碳纤维复合材料(CFRP)烧蚀的工艺质量, 采用单因素实验方法及光切法进行了理论分析和实验验证, 得到了扫描速率、峰值功率、离焦量对材料表面加工质量的影响规律, 并对0.5 mm CFRP材料板进行了烧蚀实验。结果表明, 调整激光器的离焦量, 让激光的焦点与材料平面在同一高度, 可使扫描线宽最小, 减少了材料烧蚀的热影响区, 提高了激光能量利用率; 设定激光扫描速率为220 mm/s和峰值功率为10 W, 可得到大小为3.50 μm的CFRP最小表面粗糙度平均值, 其中粗糙度数据稳定性样本方差最佳, 约为0.133 μm2, 在此条件下可得到良好的加工表现。此研究为脉冲激光加工CFRP材料工艺研究提供一定参考, 并为脉冲激光加工复合材料工艺应用打下了一定的实践基础。

关键词：激光技术, 碳纤维复合材料, 脉冲激光, 激光烧蚀, 加工工艺