材料は、切断されない限り、表面の微細構造を変えることはできません。レーザー切断は、機械加工のために材料を切断する最も一般的な技術の一つです。設計や目的に応じたパターンを容易に作成できます。この方法では、強力なレーザービームを用いて材料を溶融、燃焼、蒸発させます。このプロセスは非常に有用ですが、レーザー切断には多くの利点と欠点があることを理解することが不可欠です。
切断工程はレーザーカッターを用いて行われます。レーザーカッターは細いレーザービームを材料に焦点を合わせます。しかし、切断を始める前に、デザインやパターンに基づいて明確な目的を定めておく必要があります。従来、特定の硬い材料を従来の方法で切断することは困難でした。しかし、レーザーカッターの登場により、切断は容易になりました。
ここでは、レーザーカットについて知っておくべきことをすべてご紹介します。また、レーザーカットの仕組みやメリットとデメリットについても解説します。
目次
レーザー切断とは何ですか？どのように機能しますか？
多くの製造業では、生産プロセスの高速化のためにコンピュータ数値制御機械を導入しています。これらの装置は、以下のような様々なプロセスを採用しています。 レーザー切断サービス全てのコンピュータ数値制御機械は、デジタル化された図面をコンピュータ言語に変換して機械に命令を出します。
この言語は、デバイスにデザインの実行に必要な指示を提供します。言語とマシン間のリンクは、画像をプリンターに送信するのと似ています。また、レーザーカッティングマシンも同様に動作し、デザインを迅速に完成させることができます。
レーザー切断製品の設計では、2Dベクターファイルを使用してレーザーを誘導することができます。本製品はレーザー共振器で構成されています。この共振器にはガラス繊維、または場合によっては結晶体のガス混合物が含まれています。設計者が使用する材料切断手順によって、構成する共振器が決まります。混合物にエネルギーを入力すると、切断プロセスが開始されます。混合物が複数のミラーレンズを通過した後、レーザーが集光されます。
レーザー切断はどのように機能しますか?
レーザー切断のメリットとデメリットを詳しく検討する前に、その仕組みを理解することが重要です。レーザー切断機はCNC工作機械と似た仕組みですが、より高出力のレーザーを使用します。レーザーはCNCと光学系を用いて材料またはビームを誘導します。この装置は材料を切断し、CNCまたはGコードを使用して動きを制御します。
レーザービームを集光すると、材料は溶融、気化、燃焼します。さらに、材料にガスを吹き付けることで、高品質なエッジ面仕上げを実現できます。レーザービームは、密閉容器内でランプまたは放電によってレーザー発振材料を活性化することで形成されます。
部分的な鏡による内部反射の後、レーザー材料は増幅されます。このプロセスは、十分なエネルギーがコヒーレントな単色光の形で蓄積されるまで続きます。光ファイバーや鏡を用いて作業領域に焦点を合わせることで、光の強度が向上します。
レーザービームの直径は、最も細い部分で0.32mm未満です。一方、カーフ幅は0.10mm程度まで小さくなります。ただし、これは材料の厚さによって決まります。レーザー切断機による切断が材料の端から始まらない場合は、ピアシング加工をご利用ください。
ピアシング加工では、レーザーを高出力で材料に穴を開けることができます。例えば、厚さ13mmのステンレス鋼板を焼き切るのに5～15秒かかります。
レーザー切断の利点
レーザー切断技術には大きなメリットがあります。以下にそのメリットをいくつかご紹介します。
高精度と正確性
レーザーは、集束した光線を用いて、材料を驚くほど正確に切断します。レーザーは強力かつ小型ですが、材料の溶融と蒸発における精度は他に類を見ません。通常、レーザーの許容範囲は0.003～0.006ミリメートルです。
プラズマカッターの許容誤差は約0.02mmで、レーザー切断よりも高いです。同様に、他の切断工具の許容誤差は1～3mm以上です。製造工程で高精度・高精度の機械が求められる場合、レーザーカッターが一般的に使用されます。そのため、レーザー切断は極めて高い許容誤差が求められる航空機産業で使用されています。
低コストでより手頃な価格
レーザー技術の利点の一つは、同等の品質を持つ他のCNC工作機械に比べてコスト面で優れていることです。レーザー切断技術では、特注の工具を作成する必要はありません。追加の切断工具を必要としないため、作業に合わせて装置を調整する必要もありません。
さらに、物理的な接触がないため、表面が摩耗することはありません。レーザーカッターの機械部品は小型であるため、他の加工技術に比べてメンテナンス費用が安価です。また、標準的な製造ツールと比較して、ランニングコストも低くなります。
極めて複雑な作業に使用
他の切断技術では困難を極める多くの作業も、レーザーカッターなら容易にこなせます。レーザー技術は、材料の極めて薄いエッジにも加工可能です。切断面は多少の歪みや反りが生じる可能性がありますが、複雑なデザインも素早く作成できます。レーザー切断は許容範囲が広く、幅広い材料に対応できます。
シートの利用率向上と無駄の削減
レーザーカッターを使用すると、材料のごく一部しか無駄になりません。これは、レーザーカッターが他の機械と大きく異なる点です。レーザーカッターを使用することで、生産者は材料を最大限に活用できます。資源をより効率的に使用し、廃棄物を削減することで、生産コストも削減できます。
損傷防止
レーザー切断のもう一つの利点は、極めて細い材料であっても材料の損傷を防ぐことができることです。多くの人は、装置の歪みや材料の損傷は避けられないと考えています。レーザー切断には高熱を使用するという従来の認識があります。
重要なのは、熱は材料のごく一部にしか影響せず、許容範囲に影響を与えないことです。レーザーはシートを高速で切断するため、切断時間が短縮されます。その結果、生産者は材料の反りや歪みを容易に防ぐことができます。
低消費電力
実際には、電気で切断するには多くの電力が必要です。一方、レーザーカッターは可動部品がないため、消費電力が少なく済みます。一方、可動部品のある機械はより多くの電力を消費します。レーザーカッターは材料を非常に速く切断するため、時間とエネルギーを節約できます。エネルギー消費が削減されると、運用コストも削減されます。
幅広い素材に対応
この機械が幅広い材料に対応できるのは興味深い点です。レーザー切断は、マーキング、穴あけ、彫刻など、様々な加工に用いられます。これらの様々な作業を完了するために、ツールを切り替えたり交換したりする必要がないのは注目すべき点です。
レーザー切断は金属だけでなく、木材、アルミニウム、プラスチック、銅、真鍮などの材料も切断できます。レーザー切断は、ほぼあらゆる種類の材料を迅速に切断できる汎用性の高い技術です。Yonglihao Machineryは常に最高の材料を使用し、高品質の板金製品を製造しています。
レーザー切断の欠点
レーザーカッティングには数多くの利点がありますが、理解しておくべき欠点もいくつかあります。以下でいくつかご紹介します。
特定の物質の蒸発
プラスチックなどの特定の材料を切断すると、蒸発が発生します。これはレーザー切断の重大な欠点です。この欠点は対処可能であり、経験豊富な機械オペレーターであれば容易に克服できます。この問題を回避するために、専門家は装置の設定を調整します。しかし、今日ではこうした変更を行うコストは非常に高額です。
技術的な専門知識が必要
機械のすべての機能を使いこなし、問題を迅速に検出するには、専門のオペレーターが必要です。装置が適切に設定されていない場合、材料に影響を与え、レーザー切断に重大な損傷を与える可能性があります。オペレーターの雇用は不可欠ですが、資格を持つ人材は限られているため、多額の費用がかかります。通勤時間を節約するには、ビデオ面接ソフトウェアを使用してオンライン会議を行うことをお勧めします。より簡単で柔軟性が高まります。
金属の厚さの制限
レーザー切断は、板材を含むほぼあらゆる材料に使用できます。ただし、厚い金属を切断する場合は、別の技術を使用することをお勧めします。市販の機械で最厚の板材を特定することも可能ですが、これには熟練したオペレーターが必要です。ほとんどのメーカーは、平均15～20mmの範囲で切断を行っています。
初期費用
レーザー切断機を購入したい場合、かなりの金額を支払う必要があるかもしれません。例えば、 プラズマ切断とレーザー切断の比較後者は約2倍の費用がかかります。機器の購入費用は非常に高額ですが、最終的にはそれ以上の収入が得られます。
有害な煙やガスの発生
レーザー切断は様々な材料に使用できることを既に述べました。事実上あらゆる材料にレーザー切断が可能であるという事実には、欠点もあります。熱切断中に溶融する材料は、ガスや有毒ガスを発生させます。これらの有害ガスは、主にポリマーを扱う際に発生します。
カスタム板金加工サービス
レーザー切断のメリットとデメリットを理解するだけでは十分ではありません。さらに、適切な製造パートナーとの連携も不可欠です。Yonglihao Machineryは、お客様のプロジェクトに最適な板金加工サービスをご提供します。
さらに、Yonglihao Machineryには経験豊富な専門家チームがおり、レーザー切断をはじめとする製造技術に関する豊富な知識を有しています。当社の板金加工サービスは、高品質な製品を低価格でご提供することを保証します。
Yonglihao MachineryはISO 9001:2015認証を取得しています。当社の材料と工程はすべて業界最高水準であることをご安心ください。DfM分析に基づき、お客様の設計改善に向けた専門的なアドバイスをご提供いたします。今すぐお問い合わせいただければ、すぐにお見積もりをお送りいたします。
結論
レーザー切断の導入は製造業に多大なメリットをもたらします。この装置により、複数の材料を一度に切断できるため、運用にかかる時間とコストを節約できます。
さらに、航空宇宙産業や自動車産業でも広く利用されています。レーザー切断のメリットとデメリットを理解することで、プロジェクトに最適な選択をすることができます。レーザー切断に関するご要望は、いつでもYonglihao Machineryまでお問い合わせください。
よくある質問
レーザー切断は何をするのですか?
レーザー切断は、高精度部品の製造に使用できます。そのため、自動車や航空宇宙産業など、様々な業界で広く利用されています。さらに、機械を操作する前に作成された設計通りの結果を得ることにも貢献します。レーザーカッターは、金属、クロム、アルミニウム、プラスチックなど、ほぼあらゆる材料を切断できます。
レーザー切断は高価ですか?
機械のコストは、切断する材料の種類によって決まります。これは、材料の種類によって必要なワット数が異なるためです。例えば、加工の難しい木材、金属、高密度材料を切断するには、薄い材料を切断するよりも高いワット数のレーザーが必要です。一般的に、レーザー切断は高価です。しかし、全体的な視点で考えると、その価値は十分にあります。
レーザー切断が大量生産に最適な理由とは?
レーザー切断の利点の一つは、高精度かつ精密な結果の再現性です。メーカーとして、製品の最高品質を確保したいと考えるのは当然です。レーザー切断はまさにこれを実現します。つまり、同じ製品を高精度かつ精密に大量生産できるのです。レーザー切断には、時間の節約や生産コストの削減といった利点もあります。
レーザービーム加工の利点と欠点は何ですか?
レーザー加工には多くの利点がある一方で、いくつかの小さな欠点もあります。その利点の一つは、あらゆる材料を切断でき、工具を必要としないことです。さらに、表面を摩耗させることもなく、優れた精度と精密さで加工できます。
レーザー加工の最大の欠点は、メンテナンスに多額の費用がかかることです。さらに、プラスチックを溶かすと有毒ガスが発生する可能性があります。