2024-09-23
レーザー切断製造から設計まで幅広い業界で広く使用されている技術です。集束レーザービームを使用して材料を高精度に切断または彫刻します。このブログでは、各コンポーネントに関する重要な質問に対処することで、レーザー切断に関わる重要な部分を詳しく説明します。
レーザー光源はレーザー切断システムの心臓部です。材料の切断や彫刻に使用されるレーザー ビームを生成します。 CO₂、ファイバー、Nd:YAG など、さまざまな種類のレーザーがあり、それぞれが特定の材料や用途に適しています。
- CO₂ レーザーは、木材、プラスチック、繊維などの非金属材料の切断に一般的に使用されます。
- ファイバーレーザーは、スチール、アルミニウム、真鍮などの金属を切断する場合により効果的です。
- Nd:YAG レーザーは、より厚い金属の彫刻や切断など、高精度が必要な用途に使用されます。
レーザー ビーム伝達システムは、レーザー ビームを光源から切断ヘッドに導くミラーとレンズで構成されています。このシステムにより、切断または彫刻が行われる正確な位置にレーザーの焦点が合わせられるようになります。配信システムの主要なコンポーネントには次のものがあります。
- ビームエキスパンダー: より正確に焦点を合わせるためにビームの直径を拡大します。
- 集光レンズ: レーザー光を微細な点に集中させ、詳細な切断や彫刻を可能にします。
- ミラー (または光ファイバー): レーザー源からのビームを切断ヘッドに向けます。
カッティングヘッドは、レーザービームを焦点を合わせて材料に照射する部分です。アシストガスを供給するノズルも内蔵されています。切断ヘッドは、きれいな切断のためにレーザー ビームが材料上の適切な点に焦点を合わせることを保証します。それには以下が含まれます:
- フォーカスレンズ: レーザービームを鋭くし、正確な切断を保証します。
- ノズル: 切断面にアシストガス (酸素、窒素、空気など) を送り、切断品質を向上させ、破片を除去します。
- 高さセンサー: カッティングヘッドを素材から最適な距離に保ち、均一なカットを実現します。
アシストガスは切断と材料の除去を助けるため、レーザー切断プロセスでは非常に重要です。使用するガスの種類は、切断する材料と希望する仕上げによって異なります。
- 酸素: 酸化によって切断プロセスをスピードアップするため、厚い金属の切断によく使用されます。
- 窒素: ステンレス鋼やアルミニウムに使用され、酸化を防ぎ、きれいで滑らかなエッジを残します。
- 圧縮空気: 費用対効果が高く、プラスチックや一部の金属などの薄い材料の切断に使用されますが、窒素や酸素ほど滑らかな仕上がりにはならない場合があります。
CNC (コンピューター数値制御) システムはレーザー切断機の頭脳です。プログラムされた指示に基づいて、レーザー切断ヘッドと材料ベッドの動きを制御します。 CNC システムにより、レーザーが正確なパターンに従って切断できるようになります。
- プログラムされた設計: 切断パスは CAD (コンピューター支援設計) ソフトウェアを使用して設計され、CNC マシンが理解できる言語に翻訳されます。
- 動作制御: CNC システムはカッティング ヘッドと材料ベッドを同期して動かし、レーザーが材料を目的の形状に確実に切断します。
切断テーブルとも呼ばれる材料ベッドは、プロセス中に切断される材料を所定の位置に保持します。カッティングヘッドと一緒に動き、材料を正確に位置合わせして正確にカットできるようにします。
- 真空ベッド: 軽量材料が切断中に移動するのを防ぎます。
- すのこベッド: 金属などの重い素材をサポートし、ベッド自体を損傷することなくレーザーを切断できます。
高出力レーザーは危険を伴う可能性があるため、レーザー切断では安全が最優先事項です。最新のレーザー切断機には、オペレーターを保護するためのいくつかの安全機能が備わっています。
- 筐体: レーザー光への曝露を防ぐために、機械はキャビネットに囲まれることがよくあります。
- 緊急停止ボタン: 故障または緊急の場合に機械を直ちに停止できます。
- レーザー ビーム シールド: ユーザーをレーザー放射への偶発的な暴露から保護します。
結論
レーザー切断プロセスには、正確かつ効率的な切断を実現するために連携するさまざまなコンポーネントが含まれます。レーザー源とビーム伝達システムから切断ヘッド、アシストガス、CNC 制御、材料ベッドに至るまで、各部品は重要な役割を果たします。これらのコンポーネントを理解することは、ユーザーが機械を安全かつ効果的に操作して、産業用途や創造的な用途で最適な結果を得るのに役立ちます。
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