Technical Papers and Presentations

近年来，碳纤维复合材料以其刚度高、模量高、强度大、质量轻等优点在工业界得到了广泛的应用。当采用高速铣削等传统方法加工碳纤维增强复合材料时，常出现如刀具磨损，复合材料分层、加工后材料性能变差等问题。而激光切割通过激光束熔化、汽化材料表面实现对材料的去除。由于不直接接触复合材料，从而避免了传统加工方式中存在的诸多问题。 为了研究激光切割碳纤维复合材料的工艺，采用COMSOL软件模拟了碳纤维复合材料板的激光打孔过程。在研究中，使用COMSOL软件中的固体传热模块和几何变形模块进行仿真。首先，通过在复合材料板表面加入面热源，模拟红外激光束对材料表面的加热作用。然后，利用固体传热模块计算激光热源作用下各向异性材料中温度分布。最后，当温度达到碳纤维和树脂基体的熔点和汽化点时，通过几何变形实现对材料的去除。本研究利用COMSOL软件实现了碳纤维材料激光切割过程的数值模拟，对碳纤维材料的激光切割工艺的制定和碳纤维复合材料使用推广具有重要的意义。