一种基于激光双光束旋切的碳纤维复合材料孔加工系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光双光束旋切的碳纤维复合材料孔加工系统及方法，其包括：激光器；扩束镜，其用于对激光器产生的激光光束进行扩束；DOE分束镜，其用于对经过扩束镜输出的激光光束进行分束；孔径调节单元，其用于对经过分束的激光光束飞行路径进行平移；角度调节器单元，其用于调节经过孔径调节单元输出的激光光束与碳纤维复合材料之间的加工角度；道威棱镜，其用于偏移经过角度调节器单元输出的激光光束，以及使激光光束在碳纤维复合材料上形成环形加工区域；反射镜，其用于对经过道威棱镜输出的激光光束进行反射；以及聚焦透镜，其用于将经过反射镜反射的激光光束聚焦至碳纤维复合材料表面。其可以通过调节孔径调节单元的位置以及角度调节器在碳纤维材料上加工出零锥度或任意锥度的通孔，且有利于极大提高加工效率。加工效率。加工效率。

A carbon fiber composite hole machining system and method based on laser double beam rotary cutting

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光双光束旋切的碳纤维复合材料孔加工系统及方法


[0001]本专利技术属于激光加工
，特别是一种基于激光双光束旋切的碳纤维复合材料孔加工系统及方法。

技术介绍

[0002]碳纤维增强复合材料是一种以树脂为基体，碳纤维为增强相的复合材料，由于其具有高模量、高强度、耐腐蚀、重量轻等优点，其已在航天航空、海洋、汽车等领域得到广泛应用。但同时碳纤维增强复合材料也是一种典型的难加工材料，由于该材料各向异性、层间连接强度差、材料硬度高等特点，传统的机械加工常常伴随着分层、撕裂、刀具磨损等缺陷，激光加工作为一种无接触式的新兴加工技术，集多种加工工艺优点为一体，自动化水平高，有望成为未来碳纤维复合材料的主流加工方法。
[0003]目前已发展出通过激光光束进行旋切打孔的技术方案，如申请号202110321678X、一种超快激光微孔旋切加工装置，但其中需要对贝塞尔激光束进行整形、旋切加工，整个装置光学部件过多，且需要对激光入射方向进行分别调节，结构过于复杂，对安装、定位的精度要求高，不利于大规模推广。

技术实现思路

[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光双光束旋切的碳纤维复合材料孔加工系统，其特征在于，包括：激光器，其用于输出激光光束；扩束镜，其用于对激光器产生的激光光束进行扩束；DOE分束镜，其用于对经过扩束镜输出的激光光束进行分束；孔径调节单元，其用于对经过分束的激光光束飞行路径进行平移，以调节碳纤维复合材料上孔的大小；角度调节器单元，其用于调节经过孔径调节单元输出的激光光束与碳纤维复合材料之间的加工角度；道威棱镜，其安装在空心电机内部，用于偏移经过角度调节器单元输出的激光光束，以及使激光光束在碳纤维复合材料上形成环形加工区域；反射镜，其用于对经过道威棱镜输出的激光光束进行反射；以及聚焦透镜，其用于将经过反射镜反射的激光光束聚焦至碳纤维复合材料表面。2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料孔加工系统，其特征在于，所述激光器包括脉冲激光器。3.如权利要求1所述的碳纤维复合材料孔加工系统，其特征在于，所述孔径调节单元包括：第一移动反射镜与第二移动反射镜，且所述第一移动反射镜与第二移动反射镜均可沿经过扩束镜输出的激光光束的飞行路径垂直的方向平移。4.如权利要求3所述的碳纤维复合材料孔加工系统，其特征在于，所述第一移动反射镜与经过扩束镜输出的激光光束的飞行路径之间形成的夹角为10
°‑
45
°
。5.如权利要求3所述的碳纤维复合材料孔加工系统，其特征在于，所述第二反射镜与经过扩束镜输出的激光光束的飞行路径之间形成的夹角为135
°‑

【专利技术属性】
技术研发人员：荣佑民，黄禹，陈兴华，陈龙，李文元，
申请(专利权)人：武汉数字化设计与制造创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：