レーザーカッターはどのように機能しますか?

.レーザーが切断に使われる理由?

「LASER」はLight Amplification by Stimulated Emission of Radiationの略で、あらゆる分野で広く利用されています。レーザーを切断機に応用することで、高速、低公害、消耗品の削減、熱影響部の小さい切断機を実現できます。同時に、レーザー切断機の光電変換率は二酸化炭素切断機の2倍にも達し、ファイバーレーザーの光長は1070ナノメートルであるため、吸収率が高く、薄い金属板の切断に有利です。これらの利点により、レーザー切断は金属切断のリーディングテクノロジーとなり、機械加工および製造業界で広く使用されており、最も代表的なものは板金切断、自動車分野での切断などです。

レーザーカッターはどのように機能しますか?

I. レーザー加工原理

レーザービームは、非常に小さな直径（最小直径は0.1mm未満）の光点に集束されます。レーザー切断ヘッドでは、この高エネルギービームが特殊なレンズまたは曲面ミラーを通過し、様々な方向に反射した後、最終的に切断対象の金属物体に集束されます。レーザー切断ヘッドが切断した箇所では、金属は急速に溶融、蒸発、アブレーション、または発火点に達します。金属は蒸発して穴を形成し、その後、ビームと同軸のノズルから高速気流が噴射されます。このガスの強力な圧力によって液体金属が除去され、スリットが形成されます。

レーザー切断機は、ビームまたは材料を誘導するために光学系とコンピュータ数値制御 (CNC) を使用します。通常、このステップではモーション制御システムを使用して、材料上に切断するパターンの CNC または G コードを追跡し、さまざまなパターンの切断を実現します。

II. レーザー加工の主な方法

1) レーザー溶融切断

レーザー溶融切断は、レーザービームのエネルギーを利用して金属材料を加熱・溶融し、ビームと同軸のノズルから圧縮された非酸化性ガス（N2、空気など）を噴射し、強力なガス圧の助けを借りて液体金属を除去し、切断継ぎ目を形成します。

レーザー溶融切断は主にステンレス鋼、チタン、アルミニウム、およびそれらの合金などの非酸化材料または反応性金属の切断に使用されます。

2) レーザー酸素切断

レーザー酸素切断の原理は酸素アセチレン切断に似ています。レーザーを予熱源として、酸素などの活性ガスを切断ガスとして使用します。まず、噴出したガスが金属と反応し、大量の酸化熱が発生します。この熱は金属を溶かすのに十分な量です。次に、溶融酸化物と溶融金属が反応領域から噴出し、金属に切断痕を形成します。

レーザー酸素切断は、主に炭素鋼などの酸化しやすい金属材料に使用されます。ステンレス鋼などの加工にも使用できますが、断面は黒く粗く、不活性ガス切断よりもコストが低くなります。