适用于CFRP的激光制孔装置及激光制孔方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于CFRP的激光制孔装置及激光制孔方法，该激光制孔装置包括：保持装置，其能够可靠地保持待加工的CFRP板材；用于提供高速自旋的初始激光束的激光束源装置；光学系统，其能够将初始激光束分束为能量相等的第一激光束和第二激光束，并且能够将第一激光束和第二激光束设定为分别自被保持在保持装置上的CFRP板材的相对侧投射至CFRP板材上的同一待成形孔处。根据本发明专利技术的适用于CFRP的激光制孔装置及激光制孔方法，能够适用于针对加工深度较大或者深径比较大的孔进行激光制孔加工并避免或至少缓解制孔产生的锥度问题，改善了制孔加工效率和加工质量，提升了激光加工制孔技术的制孔质量、经济性和适用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
适用于CFRP的激光制孔装置及激光制孔方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维复合材料(全称为Carbon Fiber Reinforced Plastic，简称为CFRP)的激光加工，尤其涉及一种适用于CFRP的激光制孔装置及激光制孔方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料是一种由树脂作为基体，碳纤维作为增强体的复合材料，由于其具有强度高、刚性好且比重小等特点，在诸如航空工业与汽车制造领域拥有越来越广泛的应用。在采用刀具切削、钻孔等传统机械加工CFRP时，会面临刀具磨损快、孔壁分层、孔边撕裂、环境污染严重等突出问题，这些问题严重制约了CFRP的应用。
[0003]激光加工是利用高能束对材料进行去除的特种加工方法之一，属于非接触式加工方式，具有无机械应力、热变形小和加工精度高等特点。激光加工技术不仅能够加工金属工件，也能够对非金属工件进行加工。
[0004]激光制孔属于激光加工方法之一。短脉冲激光制孔具有精度和分辨率高、通用性强、速度快等优势。然而，随着制孔加工深度的增加，激光制孔特别容易产生锥度问题，特别是对于大深径比的孔的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于CFRP的激光制孔装置，其特征在于，所述激光制孔装置包括：保持装置，所述保持装置被构造为能够可靠地保持待加工的CFRP板材；用于提供高速自旋的初始激光束的激光束源装置；光学系统，所述光学系统被构造为能够将所述初始激光束分束为能量相等的第一激光束和第二激光束，并且能够将所述第一激光束和所述第二激光束设定为分别自被保持在所述保持装置上的所述CFRP板材的相对侧投射至所述CFRP板材上的同一待成形孔处。2.如权利要求1所述的激光制孔装置，其特征在于，所述光学系统还被构造为能够使得所述第一激光束和所述第二激光束沿相反方向沿着所述CFRP板材上的同一待成形孔的圆周同步转动。3.如权利要求1所述的激光制孔装置，其特征在于，所述光学系统包括：半透半反镜，所述半透半反镜被配置为能够将所述初始激光束分束为反射形成的所述第一激光束和透射形成的所述第二激光束；第一全反射镜，所述第一全反射镜被配置为能够通过反射将所述第一激光束的投射方向调整为第一射束方向；第二和第三全反射镜，所述第二和第三全反射镜被配置为能够通过两次反射将所述第二激光束的投射方向调整为第二射束方向；其中，所述第一和第二射束方向沿同一轴线且方向相反。4.如权利要求3所述的激光制孔装置，其特征在于，所述光学系统还包括：第一和第二聚焦镜，所述第一和第二聚焦镜沿所述轴线对称地布置于被保持在所述保持装置上的所述CFRP板材的两侧。5.如权利要求4所述的激光制孔装置，其特征在于，所述保持装置还被构造为能够调节所述CFRP板材的固定位置。6.如权利要求4所述的激光制孔装置，其特征在于，所述激光制孔装置还包括：光学器件安装机构，所述光学系统被安置在所述光学器件安装机构上，其中，所述光学器件安装机构被构造为能够使所述第一和第二聚焦镜沿所述轴线的方向位移，以使得所述CFRP板材和所述第一和第二聚焦镜之间的间距与当前的制孔深度之和能够与所述第一和第二聚焦镜的焦距相匹配，从而补偿随制孔深度的增加而产生的焦距偏差。7.如权利要求6所述的激光制孔装置，其特征在于，所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛恩德，凡志磊，王耀，杨育鑫，冯庆珠，焦俊科，刘登伟，杨悦，
申请(专利权)人：上海飞机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：