一种碳纤维复合材料低损伤激光切孔扫描路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种碳纤维复合材料低损伤激光切孔扫描路径规划方法，其包括以下步骤：建立最优锯齿形扫描轨迹信息集合；在当前碳纤维复合材料上预设与某一标准待制孔对应的当前待制孔形状匹配的扫描轨迹；扫描过程中实时获取当前碳纤维复合材料的纤维的纤维取向；激光光束沿预设的扫描轨迹进行扫描的过程中，若实际产生的扫描轨迹与纤维的纤维取向所形成的夹角角度大于或等于α，则从所述最优锯齿形扫描轨迹信息集合中调取最优锯齿形扫描轨迹信息进行扫描。本发明专利技术可以充分降低实际扫描轨迹与纤维取向之间的夹角，降低沿纤维方向热传导对基体树脂材料的损伤，减少碳纤维复合材料力学性能的损失。力学性能的损失。力学性能的损失。

A low damage laser scanning path planning method and system for carbon fiber composites

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料低损伤激光切孔扫描路径规划方法及系统


[0001]本专利技术属于激光加工
，特别是一种碳纤维复合材料低损伤激光切孔扫描路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]现有技术中已出现通过激光对碳纤维复合材料100
’
进行切孔的技术方案，如图1所示，其通常采用激光光束L
’
按照同心圆扫描轨迹C
’
逐层进行扫描，最终在碳纤维复合材料100
’
上形成通孔。
[0003]但该种通孔切割中，由于圆形扫描轨迹与碳纤维复合材料100
’
中纤维取向之间形成的夹角始终较大，致使激光切割过程中产生的热量通过纤维进行热传导，由此形成较大的热影响区，并且对基体造成热损伤，形成微观缺陷。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提出一种碳纤维复合材料低损伤激光切孔扫描路径规划方法及系统，其可以充分降低实际扫描轨迹与纤维取向之间的夹角，降低沿纤维方向热传导对基体树脂材料的损伤，减少碳纤维复合材料力学性能的损失。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料低损伤激光切孔扫描路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取不同激光加工参数下，不同标准待制孔的切孔边缘热影响区数值最小时所对应的的锯齿形扫描轨迹的尖角的角度以及该锯齿形扫描轨迹的宽度，以建立最优锯齿形扫描轨迹信息集合；在当前碳纤维复合材料上预设与某一标准待制孔对应的当前待制孔形状匹配的扫描轨迹，且所述扫描轨迹中心与当前待制孔中心重合；设定激光加工参数，所产生的激光光束沿扫描轨迹进行扫描，且扫描过程中实时获取当前碳纤维复合材料的纤维的纤维取向；激光光束沿预设的扫描轨迹进行扫描的过程中，若实际产生的扫描轨迹与纤维的纤维取向所形成的夹角角度大于或等于α，则从所述最优锯齿形扫描轨迹信息集合中调取对应标准待制孔、且在该激光加工参数下，切孔边缘热影响区数值最小时所对应的锯齿形扫描轨迹信息，且使得激光光束按照该锯齿形扫描轨迹进行扫描。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，“建立最优锯齿形扫描轨迹信息集合”包括如下步骤：在标准碳纤维复合材料上预设与一标准待制孔形状匹配的扫描轨迹，设定一激光加工参数，产生的激光光束以不同锯齿形扫描轨迹沿该扫描轨迹进行扫描；以不同锯齿形扫描轨迹扫描的过程中，实时获取切孔边缘热影响区数值；获取该激光加工参数下，该标准待制孔的切孔边缘热影响区数值最小时的锯齿形扫描轨迹的尖角的角度以及该锯齿形扫描轨迹的宽度；其中，该锯齿形扫描轨迹的任一尖角的角度均为2α；该锯齿形扫描轨迹的宽度为：以标准待制孔中心为圆心、以标准待制孔中心与锯齿形扫描轨迹上距离中心最近的顶点之间的距离为半径所形成的圆形轨迹与以标准待制孔中心为圆心、以标准待制孔中心与锯齿形扫描轨迹上距离中心最远的顶点之间的距离为半径所形成的圆形轨迹之间的间距；重复上述步骤，以建立最优锯齿形扫描轨迹信息集合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α为5
‑
30
°
。4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣佑民，黄禹，李文元，陈兴华，
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：