碳纤维树脂基复合材料绿光超快激光加工系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种碳纤维树脂基复合材料绿光超快激光加工系统及方法，能够切实满足航空航天构件碳纤维增强树脂基复合材料的高质高精高效加工需求。本发明专利技术所提供的绿光超快激光加工系统，包括：绿光激光器、扩束镜、第一空间光调制器、第一反射镜、第一透镜、第一分束镜、第一监测部、第二空间光调制器、第二反射镜、双透镜组、第二分束镜、第二监测部、第二透镜以及控制部。本发明专利技术所提供的绿光超快激光加工方法，其特征在于：采用前述绿光超快激光加工系统将绿光高斯激光调整成间隔一定距离的20个以上平顶环形光束，对碳纤维树脂基复合材料进行加工。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维树脂基复合材料绿光超快激光加工系统及方法
本专利技术属于复合材料激光精密加工领域，具体涉及一种兼备高的加工质量、加工精度与加工效率的碳纳米管增强铜基复合材料高速铁路电网用接触线的制备方法。技术背景碳纤维增强树脂基复合材料性能优异，比强度和模量高，热膨胀系数小，导热、导电性能良好；抗蠕变性能、耐疲劳性能、耐化学腐蚀性能、耐磨性能优良，且具有自润滑性。使其在航空航天等领域得到了广泛的应用。例如，一些卫星构件就采用了T700、T800和M40J等碳纤维增强的环氧基和氰酸酯基复合材料。为满足后续精密配合、连接和装配需求，航空航天领域中碳纤维增强树脂基复合材料某些重要构件局部机械接口的尺寸精度、形位精度要求达到精度IT3，粗糙度等表面质量要求高。加工表面须光滑无毛刺，不能分层。这些复合材料构件通常厚度较大(≥2mm)，加工热影响区须严格控制在20μm之内。然而，由于碳纤维复合材料的各项异性及异质结构，目前广泛采用传统机械加工方式如铣削、钻孔和切割等，易引起刀具磨损严重，切削污染机床、切削精度低、分层、拉毛、抽丝而导致材料失败，加工精度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳纤维树脂基复合材料绿光超快激光加工系统，其特征在于，包括：/n绿光激光器，发射绿光激光；/n扩束镜，对所述绿光激光器发射的绿光激光进行准直；/n第一空间光调制器，将准直后的绿光激光分成多束，到达所述第一空间光调制器的光的入射角应在10°以内；/n第一反射镜，对多束绿光激光进行反射；/n第一透镜，对反射来的多束绿光激光进行聚焦；/n第一分束镜，将聚焦后的每束绿光激光的一部分光从主光路中分离并将其反射至第一监测用光路，剩下一部分光则沿着主光路继续传播；/n第一监测部，设置在第一监测用光路上，接收发射来的激光束，监测激光束的全息形貌；/n第二空间光调制器，设置在主光路上，将每束能量不均匀的圆形...

【技术特征摘要】
1.碳纤维树脂基复合材料绿光超快激光加工系统，其特征在于，包括：
绿光激光器，发射绿光激光；
扩束镜，对所述绿光激光器发射的绿光激光进行准直；
第一空间光调制器，将准直后的绿光激光分成多束，到达所述第一空间光调制器的光的入射角应在10°以内；
第一反射镜，对多束绿光激光进行反射；
第一透镜，对反射来的多束绿光激光进行聚焦；
第一分束镜，将聚焦后的每束绿光激光的一部分光从主光路中分离并将其反射至第一监测用光路，剩下一部分光则沿着主光路继续传播；
第一监测部，设置在第一监测用光路上，接收发射来的激光束，监测激光束的全息形貌；
第二空间光调制器，设置在主光路上，将每束能量不均匀的圆形高斯光斑整形成能量均匀的环形光，到达所述第二空间光调制器的光的入射角应在10°以内；
第二反射镜，对环形光束进行反射；
双透镜组，为光学4f系统，对反射来的环形光进行聚焦；
第二分束镜，将聚焦后的每束环形光的一部分光从主光路中分离并将其反射至第二监测用光路，剩下一部分光则沿着主光路继续传播；
第二监测部，设置在第二监测用光路上，接收发射来的多光束，监测多光束的能量分布情况；
第二透镜，设置在主光路上，将能量均匀的环形光斑聚焦后辐照至碳纤维树脂基复合材料加工位置上；以及
控制部，与所述绿光激光器、第一空间光调制器、第一监测部、第二空间光调制器、第二监测部通信相连，所述控制部设置所述绿光激光器发射的每个光斑的数量和坐标位置，生成相应的全息图，并将全息图加载到所述第一空间光调制器中；当所述第一监测部监测到的全息形貌与所述全息图不相符，则调整所述绿光激光器的设置参数直至相符；所述控制部基于所述第二监测部监测到的能量分布情况，通过调节所述第二空间光调制器上每个小的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑重，黄刚，刘顿，杨奇彪，陈列，娄德元，操文泽，陈波，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42