據(jù)悉，三菱電機(jī)公司近期推出了兩款新的 CV 系列3D CO2激光加工系統(tǒng)樣機(jī)，專門用于切割碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）——這是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)度的汽車材料。
ME的3D CO2激光處理系統(tǒng)的新CV系列樣機(jī)。圖片來源：三菱電機(jī)
材料處理系統(tǒng)配備了CO2激光振蕩器，將振蕩器和放大器集成到同一個外殼中，該公司稱這是“世界首例”近年來，汽車工業(yè)越來越多地呼吁減少二氧化碳排放量，提高燃油效率，以及使用更輕的材料以擴(kuò)大巡航范圍。這推動了對CFRP需求的增長，這是一種相對較新的材料。
另一方面，利用現(xiàn)有技術(shù)加工碳纖維增強(qiáng)塑料存在運(yùn)行成本高、生產(chǎn)率低和廢物處理等問題，因此需要一種新的加工方法。CV 系列將克服這些挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，有助于推動碳纖維增強(qiáng)塑料產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。此外，三菱表示，新系列將通過減少廢物等方式幫助減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，從而有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)社會。
三軸正交設(shè)計(jì)
對于CFRP的激光切割，廣泛用于切割金屬板的光纖激光器是不合適的。由于樹脂的光束吸收速率非常低，需要通過碳纖維的熱傳導(dǎo)而熔化。
雖然CO2激光器對于碳纖維和樹脂兩者都具有高的激光能量吸收速率，但是傳統(tǒng)的金屬板切割CO2激光器不具有陡峭的脈沖波形，這使得它們不適合切割CFRP。
激光振蕩器的設(shè)計(jì)以及脈沖波形的圖像（右）。圖片來源：三菱電機(jī)
CV系列實(shí)現(xiàn)了陡峭的脈沖波形和高輸出功率。這款集成MOPA（主振器功率放大器）系統(tǒng)3軸正交型CO2激光振蕩器，可將振蕩器和放大器集成到同一外殼中。它將低功率下振動的光束轉(zhuǎn)換為適合切割CFRP的陡脈沖波形。
三菱表示，將陡峭的脈沖波形和CFRP切割所需的遠(yuǎn)光束功率相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)卓越的加工速度，比現(xiàn)有的切割和水射流等加工方法快約六倍，有助于提高生產(chǎn)率。
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