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三菱电机推出新型3D激光加工系统,用于切割碳纤维增强塑料(CFRP)

三菱电机公司推出了两款新的 CV 系列3D CO2激光加工系统样机,专门用于切割碳纤维增强塑料(CFRP) ,这是一种轻质、高强度的汽车材料。

ME的3D CO2激光处理系统的新CV系列样机。图片来源:三菱电机

材料处理系统配备了CO2激光振荡器,将振荡器和放大器集成到同一个外壳中,该公司称这是“世界首例”近年来,汽车工业越来越多地呼吁减少二氧化碳排放量,提高燃油效率,以及使用更轻的材料以扩大巡航范围。这推动了对CFRP需求的增长,这是一种相对较新的材料。

另一方面,利用现有技术加工碳纤维增强塑料存在运行成本高、生产率低和废物处理等问题,因此需要一种新的加工方法。CV 系列将克服这些挑战,实现高生产率和加工质量,有助于推动碳纤维增强塑料产品的大规模生产。此外,三菱表示,新系列将通过减少废物等方式帮助减轻环境负担,从而有助于实现可持续社会。

三轴正交设计

对于CFRP的激光切割,广泛用于切割金属板的光纤激光器是不合适的。由于树脂的光束吸收速率非常低,需要通过碳纤维的热传导而熔化。

虽然CO2激光器对于碳纤维和树脂两者都具有高的激光能量吸收速率,但是传统的金属板切割CO2激光器不具有陡峭的脉冲波形,这使得它们不适合切割CFRP。

激光振荡器的设计;以及脉冲波形的(右)图像。图片来源:三菱电机

CV系列实现了陡峭的脉冲波形和高输出功率。这款集成MOPA(主振器功率放大器)系统3轴正交型CO2激光振荡器,可将振荡器和放大器集成到同一外壳中。它将低功率下振动的光束转换为适合切割CFRP的陡脉冲波形。

三菱表示,将陡峭的脉冲波形和CFRP切割所需的远光束功率相结合,可实现卓越的加工速度,比现有的切割和水射流等加工方法快约六倍,有助于提高生产率。

 

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