三菱电机推出新型3D激光加工系统,用在切割碳纤维增强塑料(CFRP)

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三菱电机公司推出了两款新的 CV 系列3D CO2激光加工系统样机,专门用在切割碳纤维增强塑料(CFRP) ,这是一种轻质、高强度的汽车材料。

ME的3D CO2激光处理系统的新CV系列样机。图片来源:三菱电机

材料处理系统装备了CO2激光振荡器,将振荡器和放大器集成到同一个外壳中,该公司称这是“世界首例”近年来,汽车工业愈来愈多地倡议降低二氧化碳排放量,提升燃油效果和速率,乃至使用更轻的材料以扩大巡航规模。这促进了对CFRP需求的增长,这是一种相对较新的材料。

另外一方面,利用现有技术加工碳纤维增强塑料存在运行花费高、生产率低和废料处理等问题,因此需要一种新的加工方法。CV 系列将战胜这些挑战,实现高生产率和加工品质,有助于促进碳纤维增强塑料产品的大规模生产。另外,三菱暗示,新系列将经过降低废料等方法帮助减少和降低环境负担,从而有助于实现可接续社会。

三轴正交设计

对CFRP的激光切割,广泛用在切割金属板的光纤激光器是不合适的。因为树脂的光束接收速度非常低,需要经过碳纤维的热传导而溶化。

尽管CO2激光器对碳纤维和树脂二者都具备高的激光能量接收速度,但是传统的金属板切割CO2激光器不具备高峻陡峭的脉冲波形,这让它们不合适切割CFRP。

激光振荡器的设计;乃至脉冲波形的(右)图象。图片来源:三菱电机

CV系列实现了高峻陡峭的脉冲波形和高输出功率。这款集成MOPA(主振器功率放大器)系统3轴正交型CO2激光振荡器,可将振荡器和放大器集成到同一外壳中。它将低功率下振动的光束转换为合适切割CFRP的陡脉冲波形。

三菱暗示,将高峻陡峭的脉冲波形和CFRP切割所需的远光束功率相结合,可实现出色的加工速度,比现有的切割和水射流等加工方法快约六倍,有助于提升生产率。

编译自:optics.org



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