來(lái)源：中科煜宸 作者：中科煜宸 時(shí)間：2024-07-12 09:29:24 已閱：0次
碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）是一種高性能復(fù)合材料,，結(jié)合了碳纖維的優(yōu)異物理化學(xué)性能和聚合物基體的加工特性，具有高強(qiáng)度,、高剛性,、低密度、低熱膨脹系數(shù)和優(yōu)良的抗疲勞性能,。此外,，CFRP對(duì)大多數(shù)酸、堿和溶劑具有很好的耐腐蝕性,。
*碳纖維
CFRP在多個(gè)高要求領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用
在航空航天領(lǐng)域,，CFRP被用于飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼,、衛(wèi)星和火箭部件,，以減輕重量并提高燃油效率；在汽車(chē)工業(yè)中,，CFRP用于制造車(chē)身,、底盤(pán)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，幫助減輕車(chē)輛重量,，提高燃油效率和性能,。在飛行汽車(chē)領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Α４送?，CFRP在體育用品、風(fēng)電葉片,、先進(jìn)艦船,、軌道交通車(chē)輛、燃料電池,、特種管筒,、公共基礎(chǔ)設(shè)施,、醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備等眾多領(lǐng)域有著實(shí)際和潛在的應(yīng)用。
*CFRP在eVTOL領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
CFRP的傳統(tǒng)加工方式主要有
機(jī)械加工,、激光加工,、水刀切割和超聲波加工
機(jī)械加工包括車(chē)削、銑削,、鉆孔和鋸切等方法,，雖然操作技術(shù)相對(duì)成熟，但刀具磨損快,，容易導(dǎo)致材料熱損傷和纖維拉絲,。激光加工具備高精度和非接觸的優(yōu)點(diǎn)，但可能會(huì)形成熱影響區(qū),，導(dǎo)致樹(shù)脂基體的損傷或分解,，且設(shè)備成本較高。水刀切割避免了熱損傷,，但速度較慢,，且可能殘留磨料。超聲波加工產(chǎn)生的熱量少,，刀具壽命長(zhǎng),，但設(shè)備復(fù)雜且昂貴，加工速度較慢,。
*傳統(tǒng)機(jī)械加工（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
水導(dǎo)激光加工CFRP相較于
傳統(tǒng)的加工方式具有顯著優(yōu)勢(shì)
什么是水導(dǎo)激光
水導(dǎo)激光的基本概念是利用水作為導(dǎo)光介質(zhì)來(lái)傳輸激光,。傳統(tǒng)的光纖通常由玻璃或塑料制成，內(nèi)部通過(guò)全內(nèi)反射來(lái)傳導(dǎo)光,。而水導(dǎo)激光系統(tǒng)則利用水的特殊光學(xué)特性,，特別是其對(duì)特定波長(zhǎng)激光的高透明度和低損耗特性。光在介質(zhì)中傳播時(shí),，當(dāng)光從高折射率介質(zhì)進(jìn)入低折射率介質(zhì)時(shí),，如果入射角大于某一臨界角，光將會(huì)在界面發(fā)生全內(nèi)反射,。傳統(tǒng)光纖即利用此原理,，通過(guò)玻璃纖維內(nèi)外層折射率的差異，使光在纖維內(nèi)部多次反射而傳輸,。水導(dǎo)激光則利用水的折射率（約為1.33）與周?chē)諝獾恼凵渎剩s為1.0）的差異,，同樣可以實(shí)現(xiàn)全內(nèi)反射。這樣,，激光可以在水中沿著特定路徑傳輸,，類(lèi)似于光纖中的光傳播。
*CFRP-剖面形貌
熱影響區(qū)小▂
水導(dǎo)激光通過(guò)高壓水流引導(dǎo)激光束進(jìn)行加工,，有效冷卻材料并帶走熱量,，極大地減少了熱影響區(qū),。這避免了碳纖維和樹(shù)脂基體的熱損傷，如樹(shù)脂分解,、碳纖維燒灼等問(wèn)題,，從而保持了CFRP材料的原有力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)完整性。
*CFRP-正面形貌
高精度▂
激光束的高精度切割能力使水導(dǎo)激光能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜形狀和精細(xì)特征的加工,，遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)械加工和傳統(tǒng)激光加工的精度,。這對(duì)于需要高精度零件的航空航天、醫(yī)療器械等高端應(yīng)用領(lǐng)域尤為重要,。
*CFRP-剖面形貌
減少機(jī)械應(yīng)力▂
由于水導(dǎo)激光是非接觸加工,，不會(huì)對(duì)材料施加機(jī)械應(yīng)力，避免了傳統(tǒng)機(jī)械加工中常見(jiàn)的纖維拉絲,、分層和微裂紋等問(wèn)題,，從而提高了加工質(zhì)量和產(chǎn)品的可靠性。
*CFRP-剖面放大形貌
清潔加工▂
水流不僅冷卻材料,，還能帶走加工產(chǎn)生的廢料,、煙塵和碳化物，保持加工區(qū)域的清潔,。這改善了工作環(huán)境,，并減少了對(duì)后續(xù)清理工作的需求，提升了整體加工效率,。
刀具磨損問(wèn)題的消除▂
傳統(tǒng)機(jī)械加工的一個(gè)主要問(wèn)題是刀具磨損快,，特別是加工高硬度和磨蝕性的CFRP時(shí)，需要頻繁更換刀具,，增加了生產(chǎn)成本和時(shí)間,。水導(dǎo)激光加工無(wú)需刀具接觸材料，從根本上解決了刀具磨損問(wèn)題,，提高了加工連續(xù)性和穩(wěn)定性,。
*CFRP-切面形貌放大
靈活性和適應(yīng)性▂
水導(dǎo)激光可以靈活調(diào)整加工參數(shù)，適應(yīng)不同厚度和類(lèi)型的CFRP材料,，適用范圍廣泛,。這種靈活性使其能夠快速響應(yīng)不同的生產(chǎn)需求和設(shè)計(jì)變更，適合多品種,、小批量生產(chǎn)模式,。
水導(dǎo)激光加工CFRP在減少熱影響區(qū)、提高加工精度,、避免機(jī)械應(yīng)力,、保持加工環(huán)境清潔、消除刀具磨損問(wèn)題以及增強(qiáng)加工靈活性方面均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),，使其成為加工CFRP材料的優(yōu)選技術(shù),。
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南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中科煜宸”）成立于2013年，專(zhuān)注于激光智能制造裝備及工藝領(lǐng)域11年,。
中科煜宸是瑞士Synova公司在中國(guó)的航空,、航天和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)/工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)獨(dú)家代理，以及全球OEM伙伴,。
中科煜宸立足于自主創(chuàng)新,，致力于推進(jìn)先進(jìn)水導(dǎo)激光設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)和本土化服務(wù)，現(xiàn)已發(fā)布五款（RJ系列：RJ203,、RJ205,、RJ305、RJ505,、RJ1005）標(biāo)準(zhǔn)型水導(dǎo)激光加工設(shè)備,，覆蓋了航空航天和一般工業(yè)市場(chǎng)上主流的小、中,、大型零件的加工能力,。
公司通過(guò)近三年的工藝開(kāi)發(fā)和技術(shù)積累，已服務(wù)近百家客戶,，建立了完善的多金屬（鋁合金,、不銹鋼、鈦合金,、高溫合金,、銅合金）、復(fù)合材料（CFRP,、CMC）,、熱障涂層（TBC）、半導(dǎo)體（ALN,、GaN,、SIN）、金剛石以及多種脆硬材料（磁鋼,、鎢鋼,、陶瓷）等三十余種材料的水導(dǎo)激光工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。
