北京理工大学;北京卫星制造厂有限公司姜澜获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学;北京卫星制造厂有限公司申请的专利基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116060758B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310069439.9,技术领域涉及:B23K26/0622;该发明授权基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法是由姜澜;孟庆赓;李欣;张学强;张开虎;王少乾设计研发完成,并于2023-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法,属于CFRP材料加工领域。本发明在飞秒激光加工CFRP的基础上,对传统飞秒激光进行了时域整形,在时间上分成间隔为0.1‑100ps的双脉冲,利用CFRP复合材料各组分的材料体系不同这一特点,通过调控脉冲延时和脉冲个数探究其各自阈值的变化规律,并对比之间阈值差异性的变化趋势,最后根据实际加工目的选取合适的时域整形飞秒激光加工参数实现CFRP的高质量加工。这种基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法,得到的加工结果无杂质残留、加工不均等,或无分层、撕裂、毛刺等不良现象,且同时实现了材料内部不同组分的动态调控,按加工需求增大或减小了不同组分间的差异性,从而减小了预处理表面的热损伤或孔槽结构边缘的热影响区,该方法展示出高质量加工CFRP的制造能力以及应用前景。
本发明授权基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法在权利要求书中公布了:1.基于时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的方法,其特征在于: 步骤一、调节飞秒激光加工子系统光路准直,确定飞秒激光依序通过各装置; 步骤二、调节顶端成像子系统,使激光聚焦焦点与成像焦点位置重合; 步骤三、调节精密电控平移台,使激光聚焦焦点平面与待加工样品表面重合; 步骤四、调节飞秒激光时域整形子系统,将飞秒激光单脉冲整形为所需延时的飞秒激光双脉冲; 步骤五、控制计算机控制系统,使飞秒激光按照加工需求对待加工样品进行表面预处理或切割钻孔加工; 基于CFRP材料树脂和碳纤维的烧蚀阈值随着时域整形脉冲延时和脉冲个数改变的各自的变化规律,综合考虑两材料组分在同一条件下的阈值差异性,根据加工目的选择合适的时域整形飞秒激光加工参数进行加工;当进行表面预处理时,采用树脂和碳纤维材料在同一条件下阈值差异较大的时域整形脉冲延时和扫描速度进行加工;当进行切割钻孔加工时,采用树脂和碳纤维材料在同一条件下阈值差异较小的时域整形脉冲延时和扫描速度进行加工; 用于实现所述时域整形飞秒激光高质量加工CFRP的装置包括飞秒激光加工子系统、飞秒激光时域整形子系统、顶端成像子系统、计算机控制系统和精密电控平移台; 所述飞秒激光加工子系统,包括飞秒激光器、第三超快反射镜组、第一光阑、机械开关、衰减片组、第二光阑和聚焦物镜,由飞秒激光器产生飞秒激光并以此通过上述装置依次传播; 所述飞秒激光时域整形子系统,包括第一超快反射镜组、第二超快反射镜组、第一分束镜和一维电动平移台,基于迈克尔逊干涉原理,将激光光束经过分束镜按比例分开,在经由两个反射镜原路返回于分束镜汇合,形成双脉冲光束,通过计算机控制一维电动平移台改变两个反射镜与分束镜之间的距离差,实现时域整形的调控,此子系统安置于飞秒激光加工子系统中飞秒激光器和超快反射镜组之间; 所述顶端成像子系统,由二向色镜、白光照明光源、第二分束镜、CCD动态成像单元组成,用于实现加工过程中加工位置的检测,以及确保焦平面与样品平面重合; 所述计算机控制系统,用于对飞秒激光脉冲触发、机械开光、飞秒激光时域整形子系统、精密电控平移台以及顶端成像子系统的实时控制; 所述精密电控平移台,用于放置待加工样品以及确保其按照加工需求沿着规定的轨迹移动。
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