约50年来，飞机制作商不断在使用纤维加强塑料（Fiber-Reinforced Plastic, FRP）资料。跟着行业 对于FRP资料长处的意识越来越深，这种资料的使用率也在逐年稳步进步。只管在最初的时分FRP资料比传统资料的本钱要高一些，然而其在效力、颐养跟燃料俭省收益上的上风十分分明，因而这些上风才能够补偿在飞机初始投资本钱较高的劣势。
图1、扫视式电子显微镜（SEM）下的光纤镭射切割名义，显示出细微的名义热侵害。图2、使用光纤镭射器切割的纤维，能够看出冒有热侵害。
碳纤维加强塑料（CFRP）跟玻璃纤维加强塑料（GFRP）由约束在聚合树脂里的碳纤维或玻璃纤维基底组成，从而带来许多知足须要的特征，最显著的便是高强度分量比，另有高硬度、低热收缩系数以及优异的耐侵蚀性。使用较轻的FRP资料来制作飞机，每年可以在航行上俭省几百万美元的燃料本钱。举例来说，波音787“妄想客机”在使用寿命期间俭省的飞机颐养用度约为3000万至4000万美元之间。FRP资料的长处有良多，但众所周知的是这种资料十分难加工。传统的加工法子，好比机器铣削跟钻孔，会惹起立片、热侵害、分层、纤维插入以及对于对象的严峻磨损。迩来，人们研讨使用水注切割，但仍是会惹起纤维分层以及其余的适用性限度。举例来说，当加工肇端的处所不是在资料的边沿时，就须要钻一家导向钻孔。作为一种无可非议打仗式的资料移除工艺，镭射加工可以提供解决上述问题的方案。但是，不断以来，在这种利用中，镭射跟资料之间的互相作用尚冒有失去普遍懂得。针对于这家问题，JK Lasers公司结合英国利物浦约翰摩尔大学（John Moores University）一同发展了研讨。
为了让研讨职员愈加相识镭射跟资料之间的互相作用，在研讨中使用了两种光束特征不同的镭射源来加工。使用带有钻孔喷嘴的Nd:YAG镭射器JK300D（以光纤传输，存在顶峰值功率）来进行打击钻孔实验。使用带有切割喷嘴的200瓦单模光纤镭射器JK200FL进行切割实验。使用配有扫视头的JK200FL进行穿孔跟铣削实验。
图3、机器切割（左图，缩小500倍）跟光纤镭射器切割（右图，缩小1200倍）的边沿切割品质比拟。
影响FRP加工的次要要素在于碳纤维或玻璃纤维与聚合物基底相比，特征差别极大。汽化纤维要求的镭射功率要比汽化聚合物的高良多。
当处置CFRP时，物件的反响差别是最分明的。汽化聚合物仅仅要求少量的热能，而碳纤维的导热才能十分好，这也象征着在切割纤维前，大批的能量曾经被传导走了。因而，对于于高质量镭射加工来说，必需特殊注意治理资料的热量输入。在用Nd:YAG镭射器进行打击钻孔的进程中，使用了两种不同的帮助气体：氮气跟二氧化碳。成果显示，使用的帮助气体对于孔的品质有较大的影响。当使用氮气作为帮助气体时，样本名义上留下了聚合物基底热合成后的薄层。而使用二氧化碳作为帮助气体时，处置后FRP的名义品质要进步许多。涌现这样的成果是因为二氧化碳的冷却品质要好一些。当使用光纤镭射器对于FRP资料进行切割时，带来的热侵害很少。这是由于镭射器的光斑尺寸很小。图1跟2显示的是光纤镭射器切割名义跟带来热侵害的SEM图像。从图像上能够明白地看到热侵害被限度在复合资料的独自一层上。
这些成果对于于航空跟航天产业来说长短常有益的。由于资料的大局部并冒有受镭射加工影响，因而复合资料依然十分稳固跟波动。图3显示的是机器堵截发生的边沿品质同光纤镭射切割相比拟的情形。在机器堵截的样本上，能够看到复合资料大局部凸起纤维，而在镭射切割的样本上能够看到润滑的边沿。图4、镭射微加工复合资料名义，速率为200毫米/秒，帮助气体为空气（左图为缩小80倍，右图为缩小500倍）。图5、镭射微加工复合资料名义，速率为250毫米/秒，帮助气体为二氧化碳（左图为缩小50倍，右图为缩小500倍）。
与在切割实验中获得的成果相似，镭射铣削实验成果显示，光纤镭射器的小光斑尺寸对于铣削利用十分有益。镭射处置后的纤维并冒有热侵害的痕迹，SEM高倍缩小后可看到基底资料只有细微的融化痕迹（图4跟图5）。实验成果证明了使用光纤镭射器对于航空跟航天复合资料进行铣削的可能性。
同样仍是使用光纤镭射器JK200FL在FRP复合资料上环钻2毫米直径的孔。切割实验标明，对于于厚度高出1毫米的复合资料来说，试图像处置金属一样来处置复合资料，其切割成果并不让人称心。因而须要稍大的瘦语使得资料可以脱离，不让基底粘附在新的切割面上。这种设计的战略称为镭射螺旋状钻孔。图6、使用光纤镭射器加工的镭射螺旋状钻孔与使用Nd:YAG镭射器钻出的孔相比，镭射螺旋状钻孔的热侵害要少一些，名义的边沿品质看下来好一些。顶部名义的回烧量只有几十微米。光纤镭射器钻孔实验的成果显示，配有扫视头的镭射加工中，其加工速率与孔的开放式几何构造相合作，可以减少FRP复合资料名义基底资料的侵害。图6显示的是经由镭射螺旋状钻孔后的GFRP复合资料的图像。
使用光纤传输的顶峰值功率的Nd:YAG镭射器跟200瓦单模光纤镭射器的实验成果标明，镭射器可以提供传统手艺手腕无奈提供的加工品质。热治理是加工FRP复合资料的要害。经由过程使用如二氧化碳这样的帮助气体，可以极大减少镭射光束惹起的侵害。使用光纤镭射器的实验标明，小光斑尺寸以及随之带来的精密定向热输入对于于加工FRP复合资料十分有益。领有高光束品质、小光斑尺寸以及可选扫视体系的光纤镭射器被证实十分实用于加工这些资料。实验成果还标明，镭射螺旋状钻孔在从此的航空航天及汽车领域镭射加工利用中将表演首要的脚色。
