據悉，三菱電機公司近期推出了兩款新的 CV 系列3D CO2激光加工系統樣機，專門用于切割碳纖維增強塑料（CFRP）——這是一種輕質、高強度的汽車材料。

ME的3D CO2激光處理系統的新CV系列樣機。圖片來源：三菱電機

材料處理系統配備了CO2激光振蕩器，將振蕩器和放大器集成到同一個外殼中，該公司稱這是“世界首例”近年來，汽車工業越來越多地呼吁減少二氧化碳排放量，提高燃油效率，以及使用更輕的材料以擴大巡航范圍。這推動了對CFRP需求的增長，這是一種相對較新的材料。

另一方面，利用現有技術加工碳纖維增強塑料存在運行成本高、生產率低和廢物處理等問題，因此需要一種新的加工方法。CV 系列將克服這些挑戰，實現高生產率和加工質量，有助于推動碳纖維增強塑料產品的大規模生產。此外，三菱表示，新系列將通過減少廢物等方式幫助減輕環境負擔，從而有助于實現可持續社會。

三軸正交設計

對于CFRP的激光切割，廣泛用于切割金屬板的光纖激光器是不合適的。由于樹脂的光束吸收速率非常低，需要通過碳纖維的熱傳導而熔化。

雖然CO2激光器對于碳纖維和樹脂兩者都具有高的激光能量吸收速率，但是傳統的金屬板切割CO2激光器不具有陡峭的脈沖波形，這使得它們不適合切割CFRP。

激光振蕩器的設計以及脈沖波形的圖像（右）。圖片來源：三菱電機

CV系列實現了陡峭的脈沖波形和高輸出功率。這款集成MOPA（主振器功率放大器）系統3軸正交型CO2激光振蕩器，可將振蕩器和放大器集成到同一外殼中。它將低功率下振動的光束轉換為適合切割CFRP的陡脈沖波形。

三菱表示，將陡峭的脈沖波形和CFRP切割所需的遠光束功率相結合，可實現卓越的加工速度，比現有的切割和水射流等加工方法快約六倍，有助于提高生產率。