Реєстраційний номер
0225U004648,
(0124U003362)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Дослідження взаємодії фемтосекундних лазерних імпульсів з армованими вуглецевим волокном конструкційними пластиками
Назва етапу роботи
Лазерна обробка удосконалених вуглепластиків. Формулювання узагальнень щодо експериментальних результатів та рекомендацій до впровадження змін у технологічні процеси
Керівник роботи
Миронюк Олексій Володимирович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
15-12-2025
Організація виконавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
Опис роботи
Розробка методів підвищення продуктивності лазерного різання та текстурування армованого вуглецевим волокном пластику за рахунок регулювання операційних параметрів фемтосекундного лазеру, складу і структури полімерного композиту
Опис етапу
У звіті представлено результати комплексного дослідження, спрямованого на підвищення ефективності, керованості та якості фемтосекундної лазерної обробки вуглецевмісних пластиків (CFRP) шляхом поєднання оптимізації параметрів опромінення з цілеспрямованою модифікацією полімерної матриці NIR-абсорбувальними наповнювачами. Експериментальна частина включала створення референтних та модифікованих CFRP-систем із мідно- та кальційвмісними гідроксиапатитними добавками, а також проведення абляції на довжині хвилі 1030 нм із контрольованою флюенсністю, перекриттям імпульсів та режимами сканування. Кількісну оцінку виконано методом оптичної профілометрії та SEM/EDS, а також за допомогою FTIR, UV–VIS–NIR, XPS і XRD для підтвердження властивостей наповнювачів. Показано, що мідний гідроксифосфат є ефективним локальним поглиначем випромінення: хоча в чистій епоксидній матриці він може знижувати абляційну ефективність, у CFRP ця добавка підвищує однорідність процесу, збільшує глибину проникнення та стабілізує видалення матриці. Встановлено раціональне робоче вікно: максимальна ефективність ~6–7 мкм³/мкДж досягається при флюенсності 6–8 Дж/см² без надмірного теплового навантаження. Режими різання забезпечують низьку ширину термічно зміненої зони (~8 мкм) та шорсткість кромки 0,9–1,3 мкм. Апробація сканувальної головки з f-theta-лінзою підтвердила досяжну швидкість різання близько 0,7 мм/с для зразків завтовшки 400 мкм, що підкреслює перспективність багатопрохідної абляції як технологічного маршруту для промислової імплементації. Отримані дані стали основою практичних рекомендацій щодо інтегрованого підходу «параметри лазера + рецептура матриці», спрямованого на підвищення точності, повторюваності та продуктивності процесів виготовлення армованих пластиків.
Опис продукції
Автори роботи
Баклан Денис Віталійович
Білоусова Анна Олегівна
Васильєв Георгій Степанович
Воробйова Вікторія Іванівна
Додано/оновлено в НРАТ
2025-12-15
