纳秒水导激光加工木材工艺探讨

作     者：姜新波 胡昊 刘九庆 朱晓亮 杨春梅 马岩 Jiang Xinbo;Hu Hao;Liu Jiuqing;Zhu Xiaoliang;Yang Chunmei;Ma Yan

作者机构：东北林业大学林业与木工机械工程技术中心哈尔滨150040 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金项目(2572016EBC3) 黑龙江省自然科学基金项目(C2016013) 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2018年第54卷第1期

页      码：121-127页

摘      要：【目的】研究纳秒水导激光加工木材工艺,探讨加工过程中加工方向、加工速度、输出功率、加工深度和热劣化现象等对加工质量的影响,获得使纳秒水导激光加工木材达到最佳加工效果各影响因素之间的关系,并论证其加工工艺的可行性。【方法】在对现有激光加工技术的加工工艺和原理进行调查、分析和研究的基础上,设计并制造出木材纳秒水导激光加工试验台。介绍试验台的总体布局原则、试验方法及各部分的主要功能,详细阐述试验台主要组成部分——纳秒激光数控加工试验台、传动试验台的组成和功能,并分析研究纳秒水导激光加工木材的基本原理和微观现象;进行纳秒水导激光加工木材试验,试验过程中随时记录每条加工直线附近产生的现象,加工后多次测量每条直线加工深度并取平均值,绘制顺纹理方向加工速度与加工深度关系、垂直纹理方向加工速度与加工深度关系以及输出功率与加工深度关系曲线。【结果】当输出功率不变时,加工深度随着加工速度增加总体呈双曲线减少的变化规律;当加工速度不变时,加工深度随着输出功率增大而增大;当输出功率较高时,加工深度不会随着输出功率增大而增大,反而呈现出逐渐减小的趋势或保持不变;加工过程中会有炭化现象产生,炭化程度随着加工速度降低和加工深度增加而加重;当加工木材的材质不同时,加工效果存在一定差别,硬质木材的加工效果相对好于软质木材,炭化程度相对较低,加工深度相对较小,加工曲线大致相同,只是曲率存在一定差别。【结论】利用纳秒水导激光加工木材,应严格控制加工速度、输出功率和加工深度之间的关系。当加工深度较大时,应适当增大加工速度,否则加工点附近会有炭化现象产生。纳秒水导激光加工木材工艺具有一定的可行性。

主 题 词：纳秒水导激光 影响因素 试验台 炭化 加工质量 

学科分类：082902[082902] 08[工学] 0829[工学-安全科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.11707/j.1001-7488.20180114

馆 藏 号：203282464...