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Applications 应用天地
复合材料加工
面向多功能复合材料的激光加工方法
研究人员正在研究和开发用于复合材料的经济型连接、切割、烧蚀和钻孔的激光加工方法。
文/LFW
德 国弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）
的一个研究小组，正在研究和开发用于复合材
料的经济型连接、切割、烧蚀和钻孔的激光加
工方法，特别是将它们与现有工艺链相结合的情况。
Fraunhofer ILT 微连接小组组长 Alexander Olowinsky
解释说 ：“铣削、锯切或水射流切割以及材料连接时的粘
合等加工过程，都可以用激光工艺代替，这会显著提高整
个加工过程的效率和质量。”
塑料和金属各自具有特定的属性，如延展性、强度或
导热性，所有这些特性都可以出现在混合组件中。然而，
制造这种混合型化合物，首先需要准备好金属表面。例如，
图1：由镁和短玻璃纤维增强塑料（PP-GF30）制成的微结构混合梁。
可以用 CW 激光器在金属表面产生微结构，或用超短脉
冲（USP）激光器在金属表面产生微结构或纳米结构。 之间的稳定连接。
最轻的金属建筑材料——镁，具有特别高的导热 在加工过程中，用单模光纤激光器（1064nm）以
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性。Fraunhofer ILT 正在与亚琛工业大学塑料加工研究所 每秒高达 1000mm 的速率，在镁表面上产生精确的咬
（IKV）合作，开发在镁上实现微结构的激光加工工艺， 边。这些咬边可以在随后的混合注塑工艺中用塑料填充。
从而在混合注塑成型工艺中，实现镁与各种热塑性塑料 “对于短玻璃纤维增强塑料，我们开发了拉伸剪切强度达
22.4MPa 的混合连接，这些部件不仅质量非常
轻，而且非常耐用。”Fraunhofer ILT 塑料加工
团队负责人 Christoph Engelmann 解释说。此外， 用于二极管激光器
由于不需要粘合剂，老化过程也比传统的粘合
方式要慢得多。 精密准直和整形的
原则上，这种激光加工方法适用于所有用 微光学器件
于注塑成型的热塑性材料。它们为组件连接和
集成功能提供了广泛的可能性，这些功能是后
来制造的混合组件提供的，并且不能在纯金属
结构中生产。
当用激光切割热塑性复合材料、特别是碳
欢迎访问我们在美国西部光
纤维增强塑料时，工艺设计通常旨在产生尽可
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能小的热影响区。同时，它应保持生产效率和
图2：由玻璃和碳纤维增强塑料制成的混合动力汽车车顶棚的修整。
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