如何高效的切割碳纖維材料？

近年來，隨著能源存儲以及能源過度消耗等問題日益突出，以及國家發(fā)展對“輕量化"材料需求的大幅增加，碳纖維增強(qiáng)樹脂基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（carbon fibre reinforced plastics，CFRP）應(yīng)運(yùn)而生。CFRP是碳纖維和樹脂固化形成的新型復(fù)合材料，其中碳纖維屬于各向異性材料、樹脂屬于各向同性材料。在復(fù)合材料中，碳纖維在樹脂中正交分布，按照不同的鋪設(shè)方向鋪疊、層壓，設(shè)計(jì)者可根據(jù)使用要求進(jìn)行單向多層排布或多向疊層排布。CFRP具有比強(qiáng)度高、密度小、重量輕、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定、耐高溫及耐低溫等優(yōu)點(diǎn)，成為我國航空航天、新能源、車輛制造及軌道交通等領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵性材料。在將CFRP作為主要零件應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，由于零件精度以及裝配的要求較高，一般都需要對CFRP進(jìn)行后期的加工處理，目前CFRP切割鉆孔工藝主要包括機(jī)械加工和特種加工。

碳纖維是由碳元素組成的一種特殊產(chǎn)品，其含碳量一般在90%以上，是一種帶有高強(qiáng)度、高模量的材料，通過高溫氧化碳化而成。碳纖維具有多種特性，包括：

密度小且質(zhì)量輕：碳纖維的密度在1.5-2g/cm2之間，這使得它成為一種輕量且高效的材料。

高強(qiáng)度和彈性模量：碳纖維的強(qiáng)度比鋼高4-5倍，彈性回復(fù)率可達(dá)100%，這使得碳纖維在各種應(yīng)用中具有優(yōu)異的耐久性和穩(wěn)定性。

熱膨脹系數(shù)小：碳纖維的熱膨脹系數(shù)很小，隨著溫度的升高導(dǎo)熱率會下降，使得碳纖維在驟冷、急熱的環(huán)境下表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。

摩擦系數(shù)小且具有潤滑性：碳纖維的摩擦系數(shù)小，具有潤滑性，可以降低運(yùn)動阻力。

導(dǎo)電性好：碳纖維具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，這使得它在一些電子和電氣應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

 耐高溫和低溫性好：在3000°C非氧化氣氛下，碳纖維不會熔化、軟化；在液氮溫度下依舊很柔軟，不會脆化。它還可以抵抗?jié)恹}酸、磷酸、硫酸等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。

其他特性：碳纖維還具有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和使中子減速等特性，這使得它在許多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。