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レーザー切断は、高出力・高エネルギー密度のレーザー光を用いて材料を精密に切断する先端材料加工技術です。この技術は、さまざまな工業製造分野で広く使用されているだけでなく、教育、中小企業、個人の愛好家の実践的な活動にも徐々に浸透しています。この記事では、動作原理、重要な機能、多様なアプリケーション領域、および多くのレーザー切断の利点.

レーザーカットとは?

レーザー切断は、高精度の非接触材料加工技術ですこれは、高エネルギー密度のレーザービームを「切削工具」として使用し、コンピュータープログラムを介してレーザーの移動経路を正確に制御するため、レーザービームが材料の表面または内部に集中し、高温を発生させて材料の発火点をすばやく溶かし、蒸発、蒸発、または到達すると同時に、 補助ガス(酸素、窒素、アルゴンなど)を使用して、溶融または気化した材料を吹き飛ばし、切断の目的を達成します。この技術は、金属(ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金など)、非金属(木材、プラスチック、ガラス、セラミックなど)など、さまざまな材料を処理でき、高速、高精度、優れたエッジ品質、高度な自動化、および高い材料利用率という利点があります。

レーザー切断はどのように機能しますか?

ザレーザー切断機のプロセス通常、一連の整然とした詳細な手順が含まれています。そのプロセスは次のとおりです。

過程	形容
スタートアップ準備	まず、電源をオンにし、冷却システム、ガスシステムなど、機器のすべての部品が正常であることを確認します。
材料の準備とパラメータ設定	カットする材料をカッティングテーブルに置き、材料の種類と切断要件に応じて操作インターフェースにレーザー出力、速度などの対応する切断パラメータを入力し、カッティンググラフィックをインポートします。
フォーカスとポジショニング	レーザービームの焦点位置を調整して、レーザーが材料に正確に焦点を合わせ、切断の開始点を決定できるようにします。
カット開始	レーザーと工作機械を始動し、プリセットのグラフィックとパラメータに従ってカットします。
監視と調整	切断プロセス中、オペレーターは切断状況に細心の注意を払い、必要に応じて実際の状況に応じて切断パラメータを調整する必要があります。
切断完了とシャットダウン	切断が完了したら、製品の品質を確認し、正しい順序で機器をシャットダウンします。
メンテナンスとケア	機器が良好な状態にあることを確認するために、機器を定期的に清掃、検査、保守してください。ポイント償還スピーチサプライズマグロが鍋に参加するが、ギルドの良好な状態に参加する、ルイチェックポストは彼ができるだけ早く交換するために彼を叱りすぎる必要がある後のメンテナンス結果。

レーザー切断技術にはどのような種類がありますか?

ザレーザー切断の種類主に、材料の除去方法と特性によって分類されます。切断プロセス.主なタイプは次のとおりです。

CO2レーザー切断
CO2レーザー切断では、CO2ガスの排出によりレーザー増幅が行われます。CO2レーザーは、最も早く、最も人気のあるタイプのレーザーの1つです。ガスの排出はCO2だけではありません。CO2、窒素、水素、キセノン、ヘリウムを含んでいます。
C02レーザー切断には、酸素または窒素を使用する2つのオプションがあります。酸素は、より厚い材料をレーザー切断する場合に適しています。薄いシートをレーザー切断する場合は、窒素が好まれます。酸素によるC02レーザー切断は、切断面に酸化物層を形成します。これを避けるためには、ワークピースにサンドブラストなどの前処理プロセスが必要です。

ファイバーレーザー切断

ファイバーレーザー切断は、従来のガス放電ではなく、光増幅に光ファイバーを使用します。レーザーダイオードからの光はファイバーを伝搬します。結果として得られるビームは、厚さ1cmまでのステンレス鋼を溶かすのに十分な強度があります。
ビームは通常、強力なガスフローシステムを伴います。ガスの流れが溶融材料を押しのけ、きれいな切断を可能にします。これらのレーザーのファイバーは、イッテルビウム、ネオジム、エルビウム、ジスプロシウムなどのさまざまな元素を利用しています。

Nd:YAGレーザー切断

Nd:YAG(ネオジム:イットリウムアルミニウムガーネット)レーザーは、イットリウムアルミニウムガーネット結晶(YAG結晶)を活物質とし、微量のネオジム(Nd)をドープした固体レーザーです。このレーザーは、特定の波長(通常は1064nm)の赤外線を放出するパルスレーザーまたは連続レーザーを生成できます。
レーザー光源は、カッティングヘッド内のレンズによって10分の1ミリメートルのスポットサイズに集束され、材料(通常は金属)を溶かします。同軸ガス流が溶融物を下方に「吹き飛ばし」、プロセスに切り込みを形成します。

エキシマレーザー切断

エキシマレーザーを使用して、材料を正確に切断します。レーザービームはコンピューターによって制御され、レーザー光子のエネルギーを使用して組織分子の化学結合を開き、組織をガス化して切断効果を実現します。

ダイレクトダイオードレーザー切断

半導体材料の誘導放射線効果に基づく。半導体材料では、電子が高エネルギー準位から低エネルギー準位に跳ね上がると、エネルギーが放出され、それが光子の形で放出されます。
レーザーダイオードは、特定の構造設計とドーピングプロセスを使用して、半導体内でこれらの光子を繰り返し増幅および強化し、最終的に高輝度、高コヒーレンスレーザーのビームを形成します。

一般的なレーザー切断材料にはどのようなものがありますか?

レーザー切断技術は、その高精度、高速、強力な柔軟性により、さまざまな材料を処理するための工業生産で広く使用されています。以下は、一般的なレーザー切断材料の一部です。

1.メタル

(1)アルミニウム

• 特性：軽量で耐食性があり、加工と成形が容易で、電気伝導率と熱伝導率に優れています。
  
• アプリケーション：建設、輸送、包装、電子機器、その他の分野で広く使用されているアルミニウムクラッディング材料は、ドアや窓、家具、装飾材料などの製造によく使用されます。
  

(2)鋼鉄

• 特性：高強度、優れた靭性、耐摩耗性、優れた溶接性と加工性。
  
• アプリケーション：自動車、建設、機械などの分野で広く使用されている鋼製クラッディング材料は、構造部品やコネクタなどの製造によく使用されます。

(3)ステンレススチール

• 特性：優れた耐食性と耐高温性、および清掃とメンテナンスが簡単です。
  
• アプリケーション：医療、食品、化学、その他の分野で広く使用されているステンレス鋼のクラッディング材料は、医療機器、食器、容器などの製造によく使用されます。

(4)銅

• 特性：電気伝導率と熱伝導率に優れ、特定の抗菌特性があります。
  
• アプリケーション：電気、建設、配管、その他の分野で広く使用されている銅被覆材は、ワイヤーやケーブル、パイプなどの製造によく使用されます。
  

(5)チタン合金

• 特性：高強度、低密度、優れた耐食性、および優れた生体適合性。
  
• アプリケーション：航空宇宙、医療、その他の分野で広く使用されているチタン合金コーティング材料は、航空機エンジン部品、医療機器などの製造によく使用されます。

2. 非金属材料

• プラスチックス：レーザー切断では、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレンなど、さまざまな種類のプラスチックを切断できます。ただし、ポリ塩化ビニルPVCなどの一部のプラスチックは、切断プロセス中に有毒ガスを放出する可能性があり、オペレーターやレーザーカッター自体に害を及ぼす可能性があるため、そのような材料のレーザー切断は避ける必要があります。
  
• 木：レーザー切断では、オーク、ニレ、カエデ、マツなど、さまざまな種類の広葉樹や針葉樹を切断できます。ただし、木材の可燃性と平均的なレーザー切断効果により、実際の用途では木材をレーザー切断を使用することは比較的まれです。
  
• ラバーとレザー:これらの材料はレーザー光を吸収し、レーザー切断で加工することができます。
  
• 紙と段ボール:レーザー切断は通常、これらの材料に跡を残さないため、ラベルやパッケージなどの作成によく使用されます。
  
• セラミック：一部の種類の人工または装飾的なセラミックでは、レーザー切断も可能です。

レーザー切断の利点は何ですか?

従来の機械的な切断方法と比較して、レーザー切断機には次の利点があります。
1.速い切断速度:レーザー切断機は高出力密度のレーザービームを使用しており、時間がかかる従来の機械的な切断方法と比較して、非常に薄く厚い材料を非常に短時間で切り出すことができます。
2.高い切断精度:レーザー切断機の精度は非常に高く、非常に正確な切断サイズとエッジ品質を実現できます。従来の機械的な切断方法は精度が低く、切断の偏差やバリが発生する可能性があります。
3.幅広い切削材料:レーザー切断機は、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、プラスチックなど、あらゆる種類の金属および非金属材料を切断できます。従来の機械的な切断方法では、鋼板や鋳鉄など、一部の硬い材料しか切断できません。
4.環境保護と省エネ:レーザー切断機は、エネルギー消費が少なく、煙や有害ガスを発生せず、環境に優しく省エネの切断方法です。しかし、従来の機械的な切断方法はエネルギー消費量が多く、大量の煙や有害ガスを発生させます。
5.複雑な形状をカットできます。レーザー切断機は、立体部品、特殊形状部品など、あらゆる種類の複雑な形状を切断できます。従来の機械的な切断方法では、従来の形状の物体しか切断できません。

よくあるご質問(FAQ)

1.レーザー切断とはどういう意味ですか?

レーザー切断とは、高出力のレーザー光を用いて材料を切断する技術です。通常、レーザー出力を光学デバイスを介して導き、レーザー光学システムとCNCシステムを使用して材料またはレーザービームをガイドします。切断プロセス中、レーザービームは材料に焦点を合わせて向けられ、材料が溶融、燃焼、蒸発、またはガスジェットによって吹き飛ばされ、高品質の表面仕上げのエッジが残ります。

2.金属のレーザー切断とは何ですか?

金属のレーザー切断とは、レーザー光線を使用して金属材料を切断するプロセスを指します。レーザー切断システムは、高出力レーザービームを使用して金属ターゲット材料を局所的に融点または蒸発点まで加熱することで、高速で正確な切断を実現します。この切断方法には、高精度、高効率、非接触、強力な適用性という利点があり、製造、航空宇宙、その他の分野で広く使用されています。

3.レーザー切断の利点は何ですか?

レーザー切断の利点は主に以下が含まれます:(1)高精度:レーザー切断機は、最小切断幅が数ミリメートルで非常に正確な切断を達成でき、高精度で微細な切断のニーズを満たすことができます。(2)非接触切断:レーザー切断プロセス中、レーザービームは物理的に接触することなくワークピースに直接照射されます。(3)複雑な形状の切断能力:レーザー切断機は、レーザービームの経路と強度を制御することにより、曲線、円、鋭角など、さまざまな複雑な形状のワークピースを切断できます。(4)高効率:レーザー切断機は、切断速度が速く、処理速度が速いです。レーザービームの高エネルギー密度により、ワークピースをすばやく加熱して溶かすことができるため、迅速な切断を実現できます。(5)強力な適用性:レーザー切断技術は、金属、非金属など、さまざまな材料に適用できます。

4.レーザー加工は何に使用されますか?

レーザー加工には、主に以下を含む幅広い用途があります:(1)穴あけ:レーザーを使用して、回路基板のμmレベルの穴など、材料に精密な小さな穴を開けることができます。(2)マーキングと切断:レーザーは、マーキングや切断などのさまざまな加工方法に使用でき、さまざまな材料の精密加工に適しています。(3)ラインアブレーション(コーティングの除去):レーザーを使用することで、基材を傷つけたり、わずかに傷つけたりすることなく、正確にコーティングを除去することができます。(4)表面構造化:レーザーは、疎水性または親水性の表面を作成するなど、材料表面の物理的特性を変化させることができます。(5)彫刻と成形:レーザーは、彫刻や成形などの3次元加工方法に使用でき、さまざまな複雑な形状の製品を作るのに適しています。

概要

効率的で、正確で、柔軟性があり、環境に優しい材料加工技術として、レーザー切断は絶えずその応用分野を拡大し、工業生産においてますます重要な役割を果たしています。技術の継続的な進歩により、レーザー切断の未来はより広く、より明るくなります。

免責事項

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LSチーム

この記事は、複数の LS コントリビューターによって書かれました。LSは、製造業の主要なリソースであり、CNC加工,板金加工,3Dプリンティング,射出成形,金属プレス加工など。