宁波材料所在陶瓷基复合材料（CMC）激光加工工艺研究方面取得进展

宁波材料所在陶瓷基复合材料（CMC）激光加工工艺研究方面取得进展 http://www.nimte.cas.cn/news/pro ... 141009_4220372.html 航空、航天发动机的推重比与其热端部件的工作温度密切相关。长期以来，工程界致力于发展高温合金以提高工作温度。发动机的核心热端部件主要包括燃烧室、涡轮和加力燃烧室。下一代航空发动机的推重比大于12，要求提高热端部件的工作温度到接近2000K。这要求更新设计，使用陶瓷基复合材料（CMC）、单晶叶片等新材料和三维异型孔等先进冷却结构。陶瓷基复合材料（CMC）的精密去除加工技术是其应用于航空发动机的必备可靠技术。如何通过精密加工提高CMC与EBC的结合力成为研究热点。     宁波材料所所属先进制造技术研究所激光与智能能量场制造团队自2012年8月起，启动了高速皮秒/纳秒微细加工项目，针对陶瓷基复合材料（CMC）短脉冲激光加工工艺进行了深入的研究和大量的实验，近期取得新进展。 图1 CMC的三维激光加工 图2脉冲激光CMC加工   如图1、图2所示，采用纳秒脉冲激光的高速扫描方法，团队成功实现了中航复材产3毫米厚CMC材料的复杂形状精密低损伤加工，包括疲劳测试件和拉伸测试件的加工，从0.125到10毫米直径的孔钻削，CMC和树脂基材料微型齿轮件的加工，以及三角凹槽的三维加工。     图1显示，高功率纳秒激光器在适当的脉冲宽度和扫描速度下，可以实现高分辨率的凹槽加工，其表面和侧面加工完整性良好，在激光共聚焦显微镜的观察中没有发现微裂纹。目前，此项新进展已经在“MP3 2014 & ICPBPT 2014高能束流加工技术国际学术会议”、“ASME/MSEC大会”等国际大会上获得同领域专家的一致好评，并在《中国航空制造技术》等期刊上发表相关文章。