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中国科学院沈阳自动化研究所

中国科学院沈阳自动化研究所

飞机蒙皮碳纤维复合材料加工断面不锈钢材料加工截面金相照片  近日,中国科学院沈阳自动化研究所成功突破了水导激光微细结构加工技术。 该技术的开发成功标志着我国成功掌握了水导激光加工技术,并打破了国外公司对该技术的垄断。   沈阳自动化所工艺装备与智能机器人研究室项目团队通过多方调研、若干次修改技术方案、大胆的技术创新以及大量的工艺实验,攻克了小尺寸激光光斑生成技术、高精度激光-射流耦合技术、稳定射流生成技术等技术难点,同时开发了水导激光加工原理样机。

开发的水导激光微细结构加工技术可产生直径~毫米的稳定射流,射流稳定长度最长可达80毫米。   水导激光技术特别适用于难加工材料,比如对厚度4mm的碳纤维复合材料进行切割后,加工区边缘无毛刺,层间纹理清晰(如图1所示),解决了当前碳纤维复合材料常规技术加工后存在毛刺的问题。

切割不锈钢材料后,加工区域边缘平直,无重融层和热影响区(如图2所示),解决了当前超快激光加工中的结构锥度问题。   水导激光加工技术是一种将激光耦合进水射流内部,利用激光能量实现材料去除的加工技术。 由于水射流的冷却作用及细长结构,相比于传统激光加工,水导激光加工技术有着加工表面质量高、无热影响区、可加工大深径比结构的优势。

目前,在航空发动机气膜孔加工、航空复合材料微结构加工、半导体划片加工、医疗植入支架加工、宝石材料切割等方向有广阔的应用潜力。

(工艺装备与智能机器人研究室)。

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