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题名碳纤维复合材料皮秒激光旋切制备大孔工艺
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作者
陶能如
蔡颂
陈根余
肖铮铭
韦怡
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机构
湖南第一师范学院智能制造学院
湖南大学激光研究所
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出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第14期210-222,共13页
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基金
深圳市重大科技计划专项(JSGGZD20220822095401003)
中国博士后科学基金面上项目(2023M731347)
湖南省自然科学基金面上项目(2023JJ30183)。
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文摘
针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)板的激光制孔加工,采用传统二维振镜激光扫描工艺存在孔锥度、热影响区大等难题,提出使用CFRP皮秒激光旋切制备大孔工艺。采用单因素实验方法,进行理论分析和实验验证,揭示皮秒激光旋切工艺下制孔锥度和热影响区的产生机制,着重分析工艺参数(楔形棱镜偏转角度、反射镜平移距离、旋切转速、激光功率、重复频率)对制孔过程中热影响区和孔锥度的影响规律,以及纤维取向对制孔质量的影响。研究表明:合理优化CFRP旋切制孔工艺的参数,可获得孔锥度为0.5°、热影响区为50μm以下的优质孔。研究可为超快激光高质量加工CFRP板材孔的工程应用提供理论参考和实验基础。
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关键词
光学制造
碳纤维增强树脂基复合材料
皮秒激光
旋切制孔
孔锥度
热影响区
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Keywords
optical fabrication
carbon fiber reinforced polymer
picosecond laser
helical drilling
hole taper
heat affected zone
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分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
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题名皮秒激光旋切制孔工艺研究
被引量：3
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作者
刘晓东
陈亮
王曦照
熊政军
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机构
中南民族大学激光与智能制造研究院
中南民族大学电子信息工程学院
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出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2022年第7期192-200,共9页
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基金
中南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金项目(CZZ19007,CZQ21029)
武汉光电国家研究中心开放基金(2021WNLOKF017)
浙江省自然科学基金(LQ20E050014)。
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文摘
为探究金属材料微孔的高质量成型工艺,采用皮秒激光旋切加工的方式在金属材料表面上开展微孔成型的实验研究。通过控制旋转光学系统光路中楔形棱镜的偏转和反射镜的平移来实现对微孔形状(尺寸和锥度)的控制。以1 mm厚的304不锈钢为实验对象,主要研究了激光脉冲能量、离焦量、重复频率以及激光旋转速度等实验参数对微孔成型质量的影响。实验结果表明:激光脉冲能量是微孔成型质量的关键因素;离焦量在一定程度上能改变微孔的锥度;激光的重复频率和旋转速度决定微孔的热影响和重铸层厚度。当激光脉冲能量为141μJ、重复频率为66.67 kHz时,取离焦量为+0.1 mm、激光的旋转速度为8000 r/min,制备出了孔径范围在100~300μm之间、锥度均可控的高质量微孔。
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关键词
激光加工
皮秒激光
旋切制孔
不锈钢
微孔
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Keywords
laser processing
picosecond laser
helical drilling
stainless steel
micro-hole
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分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
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题名基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统设计
被引量：1
- 3
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作者
张健
卓瑾
金会良
刘虹君
樊非
张清华
许乔
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机构
中国工程物理研究院激光聚变研究中心
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出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第14期221-228,共8页
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文摘
在电子产业、航空航天、医药、汽车、微机电器件等领域,精密微孔是器件、功能部件上的重要结构单元。当前超短脉冲激光精密微孔制备缺乏高稳定、体积小、低成本的旋切加工系统。针对一百到几百微米尺寸的精密微孔加工需求,设计了一种基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统,并对系统的反射像和公差进行了分析。通过采用摄远结构设计和对称设计,大幅缩短了系统镜头总长,设计结果为加工孔径范围100~400μm,最大加工深径比10∶1。搭建了基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统,对制孔效果进行了实验验证,制孔结果显示,基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统能实现高精度的微孔制备。
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关键词
超短脉冲激光
旋切制孔
微孔
镜头
摄远结构
公差分析
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Keywords
ultrashort pulse laser
helical drilling
microholes
lens
telephoto structure
tolerance analysis
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分类号
O439
[机械工程—光学工程]
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题名单晶材料皮秒激光旋切制孔热过程影响研究
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作者
孙珅
李伟剑
桓恒
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机构
中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司
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出处
《电加工与模具》
2017年第6期35-38,57,共5页
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基金
国家科技重大专项(2014ZX04001041)
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文摘
根据超短脉冲激光同材料作用的原理,材料通过光化学机制被去除,加工区域的瞬时温度将超过材料的气化温度值。通过热成像仪对皮秒激光旋切制孔过程中的加工区域进行实时观测,研究了皮秒激光打孔过程中的热过程,比较了同轴气体的存在对加工区域温度场的影响,指出在皮秒激光旋切制孔工艺中,并未观测到单晶材料加工区域的温度升高到气化、液化温度以上的情况,加工区域的温度仍保持在较低水平。因此从宏观上看,皮秒激光制孔工艺属于"冷加工"范畴。提出的通过热成像仪对制孔过程在线控制的方法,可为单晶材料超快激光打孔工艺参数的优化及过程控制提供参考。
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关键词
皮秒激光
旋切制孔
单晶材料
热过程
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Keywords
picosecond laser
percussion drilling
single crystal material
heat process
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分类号
TG665
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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