飛機(jī)蒙皮碳纖維復(fù)合材料加工斷面
不銹鋼材料加工截面金相照片
近日，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所成功突破了水導(dǎo)激光微細(xì)結(jié)構(gòu)加工技術(shù)。該技術(shù)的開發(fā)成功標(biāo)志著我國成功掌握了水導(dǎo)激光加工技術(shù)，并打破了國外公司對該技術(shù)的壟斷。
沈陽自動(dòng)化所工藝裝備與智能機(jī)器人研究室項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過多方調(diào)研、若干次修改技術(shù)方案、大膽的技術(shù)創(chuàng)新以及大量的工藝實(shí)驗(yàn)，攻克了小尺寸激光光斑生成技術(shù)、高精度激光-射流耦合技術(shù)、穩(wěn)定射流生成技術(shù)等技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)開發(fā)了水導(dǎo)激光加工原理樣機(jī)。開發(fā)的水導(dǎo)激光微細(xì)結(jié)構(gòu)加工技術(shù)可產(chǎn)生直徑0.04~0.08毫米的穩(wěn)定射流，射流穩(wěn)定長度最長可達(dá)80毫米。
水導(dǎo)激光技術(shù)特別適用于難加工材料，比如對厚度4mm的碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行切割后，加工區(qū)邊緣無毛刺，層間紋理清晰（如圖1所示），解決了當(dāng)前碳纖維復(fù)合材料常規(guī)技術(shù)加工后存在毛刺的問題。切割不銹鋼材料后，加工區(qū)域邊緣平直，無重融層和熱影響區(qū)（如圖2所示），解決了當(dāng)前超快激光加工中的結(jié)構(gòu)錐度問題。
水導(dǎo)激光加工技術(shù)是一種將激光耦合進(jìn)水射流內(nèi)部，利用激光能量實(shí)現(xiàn)材料去除的加工技術(shù)。由于水射流的冷卻作用及細(xì)長結(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)激光加工，水導(dǎo)激光加工技術(shù)有著加工表面質(zhì)量高、無熱影響區(qū)、可加工大深徑比結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。目前，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔加工、航空復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)加工、半導(dǎo)體劃片加工、醫(yī)療植入支架加工、寶石材料切割等方向有廣闊的應(yīng)用潛力。（工藝裝備與智能機(jī)器人研究室）
