碳纤维复合材料具备碳纤维材料的强度高、耐磨性好、抗腐蚀性强等特点,也具备树脂材料的比重小、用途广等优点,在各个行业的使用率越来越高。皮秒激光加工作为非接触式加工方式,具有传统刀具切削所不具备的加工损耗少的优势,也有纳秒激光不具备的高精度和飞秒激光不具备的高效率特点。在皮秒激光加工碳纤维复合材料盲孔的实际生产中,存在盲孔底面凹陷、热影响区过大、底面微观形貌差、力学性能差等缺陷,给碳纤维复合材料盲孔的高质量加工带来了挑战。因此,本课题对皮秒激光加工碳纤维复合材料盲孔的工艺规律和优化方法等关键问题展开研究,探索皮秒激光下碳纤维复合材料盲孔的高精度加工策略,并对现有加工方法进行优化。主要研究内容和相关结论如下:(1)皮秒激光加工碳纤维复合材料盲孔的质量影响因素分析基于碳纤维复合材料的属性和皮秒激光的特性,开展了皮秒激光工艺参数对盲孔质量的影响规律实验,分析并总结了激光功率、扫描速度和填充间距对盲孔热影响区、底面凹陷和微观形貌的影响规律。(2)皮秒激光加工碳纤维复合材料盲孔的仿真研究分析皮秒激光对碳纤维复合材料盲孔的宏观去除规律,建立了COMSOL数值仿真模型,提出了变填充间距和变扫描速度加工策略。开展了等填充间距、变填充间距和变扫描速度策略的数值仿真研究,分析了不同填充间距参数以及变速度函数下盲孔底面凹陷深度的变化规律,总结了变间距填充和变扫描速度策略对改善盲孔质量的规律。(3)不同扫描策略下皮秒激光加工盲孔的实验研究针对盲孔底面缺陷的质量优化,开展了不同策略下皮秒激光加工碳纤维复合材料盲孔的实验研究,总结了盲孔底面凹陷深度和微观形貌等评价指标较优时对应的工艺参数,验证了数值仿真模型中变填充间距策略和变速度策略对于改善盲孔底面凹陷缺陷等质量问题的可行性。