Введение
Глава 1. Состояние и перспективы развития лазерной технологии по обработке конструкционных волокнистых полимерных композиционных материалов
1.1. Применение конструкционных волокнистых ПКМ в современной технике 13
1.2. Особенности технологического процесса лазерной обработки углепластиков 15
1.3. Показатели качества лазерной обработки углепластиков 20
1.4. Направления и методы теоретических исследований 23
1.5. Современное состояние экспериментальных исследований 25
1.6. Выводы по главе 1 31
Глава 2. Экспериментальная технологическая установка для прецизионной лазерной обработки углепластиков
2.1. Структурная схема и технические параметры основных компонентов экспериментальной технологической установки 33
2.2. Методики и результаты измерений параметров импульсных и непрерывных волоконных иттербиевых лазеров 40
2.3. Расчет и экспериментальная оценка параметров обрабатывающего светового пятна 46
2.4. Методики оценки показателей качества лазерной обработки 50
2.5. Структура и технологические свойства исследуемых углепластиков 55
2.6. Выводы по главе 2 56
Глава 3. Теоретическая оценка зоны термического влияния при лазерной обработке углепластиков
3.1. Физические процессы взаимодействия сфокусированного излучения с углепластиком 58
3.2. Расчет температурных полей при обработке излучением импульсного иттербиевого лазера 59
3.3. Расчет температурных полей при обработке излучением непрерывного иттербиевого лазера 65
3.4. Выводы по главе 3 71
Глава 4. Экспериментальные исследования по лазерной обработке углепластиков толщиной 1-3 мм
4.1. Резка углепластиков наносекундным импульсным излучением волоконного иттербиевого лазера 73
4.1.1. Методика и результаты исследований по резке лазером модели YLPM-1-4x200-20-20 со средней мощностью 20 Вт 73
4.1.1.1. Оценка влияния технологического газа на качество обработки 82
4.1.1.2.Оценка влияния технологических свойств материала на качество обработки 86
4.1.1.3. Оценка влияния длины волны лазерного излучения на качество обработки 90
4.1.2. Методика и результаты исследований по резке лазером модели YLPP-1-150-30-M со средней мощностью 30 Вт 94
4.2. Резка углепластиков непрерывным излучением волоконного иттербиевого лазера 102
4.2.1. Методика и результаты исследований по резке лазером модели ЛС-4 мощностью 4 кВт 103
4.2.2. Методика и результаты исследований по резке лазером модели ЛК-1000-ОМ мощностью 1 кВт .108
4.3. Исследования по сверлению отверстий в углепластиках излучением наносекундных импульсных и непрерывных волоконных иттербиевых лазеров 112
4.4. Выводы по главе 4 121
Глава 5. Оценка качества и стоимости лазерной обработки углепластиков толщиной 1-3 мм
5.1. Влияние способа обработки на прочностные свойства 124
5.1.1. Методика проведения механических испытаний 125
5.1.2. Результаты статических испытаний образцов с концентратором напряжений на растяжение .126
5.2. Стоимость лазерной обработки углепластика толщиной 3 мм 129
5.2.1. Методика расчета затрат на обработку 129
5.2.2. Результаты расчетов затрат при резке по сложному контуру и сверлении отверстий 130
5.3. Выводы по главе 5 123
Общие выводы 134
Заключение 136
Список литературы .137
Приложение 144
