9 / 13
Экспериментальная оценка режимов размерной обработки углепластиков…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
81
При этом ширина канала реза со стороны входа и выхода луча составила
соответственно 290 и 140 мкм. Со стороны входа луча ширина зоны с полной
термодеструкцией матрицы составила 50…60 мкм, зона с частичной термоде-
струкцией отсутствует. Со стороны выхода луча ширина зоны с полной термо-
деструкцией матрицы составила менее 50 мкм, присутствует зона с частичной
термодеструкцией матрицы.
Из рис. 7 следует, что такие повреждения структуры материала, как расслое-
ние, термодеструкция матрицы и поры отсутствуют. Анализ изображения по-
верхности канала реза, полученного с помощью электронного микроскопа, пока-
зал также отсутствие повреждений АВН, трещин и расслоения материала. Попе-
речный профиль стенки канала измеряли по длине реза (30 мм) в пяти парал-
лельных плоскостях. Среднее значение конусности канала реза составило 50 мкм.
Основные выводы.
Разработана экспериментальная установка на базе им-
пульсного наносекундного волоконного лазера модели YLPM-1-4×200-20-20 с
длиной волны 1,06 мкм и средней мощностью излучения 20 Вт.
На созданной установке отработана технология лазерной обработки уг-
лепластиков толщиной 1 мм с матрицей на основе эпоксидной смолы. При ре-
комендуемых алгоритме и технологических параметрах лазерной обработки в
режиме
Т
6
обеспечивается требуемое качество деталей: ЗТВ соответствует клас-
су
В
; конусность стенки канала реза не превышает 50 мкм; на поперечном сече-
нии и поверхности канала реза такие дефекты, как расслоение материала и тер-
модеструкция матрицы отсутствуют.
В режиме работы лазера
Т
1
качество детали по критерию ЗТВ соответствует
более высокому классу
А
, однако при этом конусность канала реза составляет
более 150 мкм и время обработки увеличивается на порядок по сравнению с ре-
комендуемым режимом
T
6
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Михайлин Ю.А.
Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике. СПб.:
Научные основы и технологии, 2015. 720 с.
2.
Negarestani R., Li L.
Laser machining of fibre-reinforced polymeric composite materials //
Machining technology for composite materials. Principles and practice. Woodhead Publishing Ltd.,
2012. Р. 288–308.
3.
Goeke А., Emmelmann С.
Influence of laser cutting parameters on CFRP part quality // Physics
Procedia. 2010. Vоl. 5. Part B. P. 253–258. DOI: 10.1016/j.phpro.2010.08.051
URL:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1875389210004773
4.
Influence
of laser scanning conditions on CFRP processing with a pulsed fiber laser /
K. Takahashi, M. Tsukamoto, S. Masuno, Y. Sato, H. Yoshida, K. Tsubakimoto, H. Fujita,
N. Miyanaga, M. Fujita, H. Ogata // Journal of Materials Processing Technology. 2015. Vol. 222.
P. 110–121. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2015.02.043 URL:
http://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S0924013615001004
5.
Weber R., Hafner M., Michalowski A., Graf T
. Minimum damage in CFRP laser processing //
Physics Procedia. 2011. Vol. 12. Part B. P. 302–307. DOI: 0.1016/j.phpro.2011.03.137
URL:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1875389211002161