Investigations on 355 nm picosecond laser machining of carbon fiber reinforced polymer composites

材料科学 复合材料 机械加工 碳纤维增强聚合物 激光器 皮秒 纤维增强塑料 激光烧蚀 复合数 光学 物理 冶金
作者
Jingyi Li,Ye Ding,Congcong Ge,Xiaoyuan Sun,Lijun Yang,Yang Wang,Wei Zhang,Youqing Lu
出处
期刊:Journal of Manufacturing Processes [Elsevier BV]
卷期号:101: 854-866 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jmapro.2023.06.036
摘要

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites have emerged as excellent performance structural materials with a wide range of applications in the aerospace industry. Ultrafast laser is a promising and versatile tool for manufacturing these composites due to its advantages of high peak intensity and ultrashort pulse duration. Herein, a theoretical model based on the Fokker–Planck law and the two-temperature equation, i.e. the ultrafast responses of a two-dimensional heterogeneous material assembly of resin matrix padded with carbon fiber reinforced phase irradiation by 355 nm picosecond laser is established. The evolution of laser-excited free electron density is analyzed, and the relationship between the optical properties of substrate and electron density is revealed. The spatial and temporal distribution of electron and lattice temperatures are thus characterized. The ablation thresholds of resin and carbon fiber are determined, the accuracy of which are verified by experiments. On this basis, orthogonal experiments are conducted to analyze the influence law of process parameters on the ablation depth and heat affected zone (HAZ) width. Optimized parameter groups are discovered to realize the high-quality machining of CFRP composite with considerable depth-to-width ratio and limited HAZ width. This work offers new insight into the fundamental regimes and high-quality machining for picosecond laser manufacturing of CFRP composites.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
打打的应助被谭大王爱小杰采纳,获得10
刚刚
酷酷朋友完成签到,获得积分10
1秒前
Hello_Alina完成签到,获得积分10
2秒前
繁荣的忆文完成签到,获得积分10
2秒前
尹美涵完成签到,获得积分20
3秒前
乐观的黎云完成签到 ,获得积分10
3秒前
abjz完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
i7发布了新的文献求助10
8秒前
大笨蛋发布了新的文献求助10
9秒前
打打的应助被只偷点小野采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
沛宝无敌完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
田様的应助被asdas采纳,获得10
11秒前
梦在远方完成签到 ,获得积分10
12秒前
梦梦完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
小鱼发布了新的文献求助10
12秒前
Li完成签到 ,获得积分20
12秒前
咪不知发布了新的文献求助10
12秒前
999发布了新的文献求助10
13秒前
李春霞完成签到 ,获得积分10
13秒前
001完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
15秒前
A12345678完成签到,获得积分10
16秒前
千辞完成签到 ,获得积分10
16秒前
TCY发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
波博士完成签到,获得积分10
17秒前
liqianniu完成签到,获得积分10
17秒前
111完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
向柯大大完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
机灵的沂发布了新的文献求助10
20秒前
半夏完成签到 ,获得积分10
20秒前
如意的捕完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
The Student's Guide to Social Neuroscience 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7813440
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9344199
关于积分的说明 20521575
捐赠科研通 7406347
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3330447
关于科研通互助平台的介绍 2477095
邀请新用户注册赠送积分活动 2349999