レーザー切断では、高出力密度のレーザービームを使用して、切断する材料を照射します。これにより、材料は急速に気化温度まで加熱され、蒸発して穴が形成されます。 ビームが材料を動かすと、穴は連続的に狭い幅のスリットを形成し、材料の切断を完了します。
原理
レーザーは物質の励起を使用して光を生成します。このライトは温度が高いです。材料に接触すると、材料の表面ですぐに溶けて穴が形成される可能性があります。レジストレーションポイントの動きに応じて、カッティングが形成されます。従来の切断方法と比較して、切断方法はギャップが小さく、ほとんどの材料を節約できます。
ただし、分析は切削効果に応じて定義されます。レーザーで切断される材料は、満足のいく切断効果と高精度を備えています。これは受け継がれていますレーザーの利点に加えて、通常の切断方法にも匹敵しません。レーザー切断は、集束された高出力密度のレーザービームを使用してワークピースを照射することで、照射された材料が急速に溶融、気化、アブレーション、または点火点に到達すると同時に、溶融材料が高出力によって吹き飛ばされます。ビームと同軸の空気の流れを速め、それによってワークピースを切り開きます。レーザー切断は、熱切断方法の1つです。
タイプ
レーザー切断は、レーザー気化切断、レーザー溶融切断、レーザー酸素切断、レーザースクライビング、および制御された破壊の4つのカテゴリに分類できます。
1.レーザー気化切断
高エネルギー密度のレーザービームを使用してワークピースを加熱すると、温度が急速に上昇し、非常に短時間で材料の沸点に達し、材料が気化して蒸気を形成し始めます。これらの蒸気の放出速度は非常に大きく、蒸気が放出されると同時に、材料に切り込みが形成されます。材料の気化熱は一般に非常に大きいため、レーザーの気化と切断には多くの出力と出力密度が必要です。レーザー気化切断は、主に非常に薄い金属材料と非金属材料（紙、布、木材、プラスチック、ゴムなど）の切断に使用されます。
2.レーザー溶融切削
レーザー溶融切断では、レーザー加熱により金属材料を溶融した後、ビームと同軸のノズルから非酸化性ガス（Ar、He、Nなど）を吹き付け、強靭なものから液体金属を排出します。カットを形成するためのガスの圧力。レーザー溶融切断は金属を完全に気化させる必要はなく、必要なエネルギーは気化切断のわずか1/10です。レーザー溶融切削は主に、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、酸化されにくい材料や活性金属の切削に使用されます。
3.レーザー酸素切断
レーザー酸素切断の原理は、オキシアセチレン切断に似ています。予熱熱源としてレーザーを使用し、切断ガスとして酸素などの活性ガスを使用します。一方では、吹き出されたガスは切削金属と相互作用して酸化反応を引き起こし、大量の酸化熱を放出します。他方、溶融酸化物および溶融物は、反応ゾーンから吹き出されて、金属に切り込みを形成する。切断工程での酸化反応により多くの熱が発生するため、レーザー酸素切断に必要なエネルギーは溶融切断の1/2であり、切断速度はレーザー気化切断や溶融切断よりもはるかに高速です。レーザー酸素切断は、主に炭素鋼、チタン鋼、熱処理鋼などの酸化しやすい金属材料に使用されます。
4.レーザースクライビングと制御された骨折
レーザースクライビングでは、高エネルギー密度レーザーを使用して脆性材料の表面をスキャンし、材料を加熱して小さな溝を蒸発させた後、一定の圧力を加えると、脆性材料は小さな溝に沿って割れます。レーザースクライビング用のレーザーは、一般的にQスイッチレーザーとCO2レーザーです。破壊制御は、レーザー溝によって生成される急な温度分布を使用することです。これにより、脆い材料に局所的な熱応力が発生し、小さな溝に沿って材料が破壊されます。
特徴
他の熱切断方法と比較して、レーザー切断は速い切断速度と高品質の全体的な特徴を持っています。具体的には、以下の側面としてまとめます。
1.良好な切断品質
レーザースポットが小さく、エネルギー密度が高く、切断速度が速いため、レーザー切断は良好な切断品質を得ることができます。
- a。レーザー切断の切り込みは狭く、スリットの両側は表面に平行および垂直であり、切断部分の寸法精度は±0.05mmに達する可能性があります。
- b。切断面は滑らかで美しく、表面粗さはわずか数十ミクロンであり、レーザー切断でも機械的処理なしで最後の処理として使用でき、部品を直接使用できます。
- c。材料をレーザー切断した後、熱影響部の幅は非常に小さく、スリット付近の材料の性能はほとんど影響を受けず、ワークピースの変形は小さく、切断精度は高く、スリットの形状は良好で、スリットの断面形状はより規則的な長方形です。
2.高い切削効率
レーザーの透過特性により、レーザー切断機には通常、複数のCNC作業台が装備されており、切断プロセス全体を完全にCNCで制御できます。運転中は数値制御プログラムを変更するだけで、2次元切削と3次元切削の両方で形状の異なる部品の切削に適用できます。
3.速い切断速度
1200Wの出力のレーザーを使用して2mmの厚さの低炭素鋼板を切断すると、切断速度は600cm /分に達することができます。厚さ5mmのポリプロピレン樹脂ボードを切断すると、切断速度は1200cm /分に達する可能性があります。レーザー切断中に材料をクランプして固定する必要がないため、工具の固定具を節約できるだけでなく、ロードとアンロードの補助時間を節約できます。
4.非接触切断
レーザー切断中、切断トーチはワークピースと接触せず、工具の摩耗もありません。形状の異なる部品を加工する場合、「工具」を変更する必要はなく、レーザーの出力パラメータを変更するだけです。レーザー切断プロセスは、低ノイズ、小さな振動、汚染がありません。
5.切削材料には多くの種類があります
オキシアセチレン切断やプラズマ切断と比較して、金属、非金属、金属ベースおよび非金属ベースの複合材料、皮革、木材、繊維など、多くの種類のレーザー切断材料があります。しかし、材料が異なれば、熱物性やレーザーの吸収率も異なるため、レーザー切断への適応性も異なります。
アプリケーション
ほとんどのレーザーカッターは、CNCプログラムによって制御されるか、切断ロボットになります。精密加工方法として、レーザー切断は金属板の二次元切断や三次元切断など、ほぼすべての材料を切断できます。自動車製造の分野では、カートップウィンドウなどの空間曲線の切断技術が広く使用されています。
ドイツのフォルクスワーゲン社は、500Wの出力のレーザーを使用して、複雑な形状のボディシートやさまざまな湾曲部分を切断します。航空宇宙分野では、レーザー切断技術は主に、チタン合金、アルミニウム合金、ニッケル合金、クロム合金、ステンレス鋼、酸化ベリリウム、複合材料、プラスチック、セラミック、石英などの特殊な航空材料の切断に使用されます。
レーザー切断で処理される航空宇宙部品には、エンジンフレームチューブ、チタン合金薄肉ケーシング、航空機フレーム、チタン合金スキン、翼トラス、尾翼パネル、ヘリコプターのメインローター、スペースシャトルセラミック断熱タイルなどがあります。レーザー切断技術は非金属材料の分野でも広く使用されています。窒化ケイ素、セラミック、石英など、硬度と脆性の高い材料を切断できるだけでなく、また、布、紙、プラスチックプレート、ゴムなどの柔軟な素材をレーザーで切断するなど、柔軟な素材を切断して処理することで、衣類を10％〜12％節約し、効率を3倍以上向上させることができます。
トレンド
1.レーザー切断機は、画期的な製品革命を続けます。
レーザー光源は、レーザーカッターのコアコンポーネントであり、レーザーカッターの種類と切断能力を決定する重要な指標でもあります。言うまでもなく、レーザーカッターの将来の変更はレーザー光源でも発生します。
前述のように、CO2レーザー切断機をファイバーレーザー切断機に置き換えることは、レーザーカッターが誕生してから40年間で最も重要な技術革命であり、これによりメーカーや新旧のユーザーに画期的な経済的利益をもたらしました。フィールド。それで、将来的には、ファイバーレーザーよりも安価で、より優れた性能、より優れたビームモード、より高い電気光学変換率、またはより低い全体的なコストを備えた新しい光源がありますか？もちろん答えはイエスです。では、どんなレーザー？もちろん、今は正確な答えを出すことは不可能です。科学技術は時々衰え、時には何千マイルも一日になります。
2.高出力ファイバーレーザーは、レーザー切断機市場の主力となるでしょう。
今日、さまざまな出力範囲の光ファイバー切断機が大きな発展を遂げています。しかし、将来のレーザーカッター機の主流のレーザー出力はどこにありますか？各出力範囲のレーザー切断機には独自の用途がありますが、高出力ファイバーレーザーから始まり、世界的なレーザー切断機技術革命を引き起こしたレーザーのファミリーは、より高い出力、より高い精度、およびより大きな切断能力を1つと見なしますファイバーレーザー切断機の重要な開発方向の概要。
PTJ相棒は最近、15KWの超高速ファイバーレーザー切断機を発売しました。これは、切断速度と切断厚さにおいて前例のないブレークスルーを達成し、業界の注目を集めています。
これには、レーザー切断機の将来の開発動向が含まれていますか？業界の専門家、学者、ユーザーの友人を楽しみにしています。また、近い将来、国内外の多くのファイバーレーザー切断機メーカーが熾烈な市場競争の到来を告げると確信しています。優れた製品品質を持ち、研究開発投資に継続的に注力し、コアとなる競争力のあるテクノロジーを習得している企業だけが、そうすることができ、無敵です。
3.インテリジェンスの時代が来ています。
ドイツのインダストリー4.0であろうと、中国のインテリジェント製造業であろうと、産業分野における4番目の産業革命が到来しています。高精度のCNCレーザー切断機として、レーザー切断機は確実に時代に歩調を合わせ、技術で飛ぶでしょう。レーザー切断機の自動化の開発により、板金ワークショップの生産能力と自動化レベルが大幅に向上しました。
将来的には、これに基づいて、レーザー切断機のインテリジェント製造の時代が、ネットワーク技術、通信技術、コンピュータソフトウェア技術などの分野で醸成されています。精密板金ブランキングの手段として、必然的に独自のネットワーク通信機能を使用して、工場のシート巻き戻しライン、曲げ機、CNCパンチング機、溶接（リベット）ジョイントユニット、ショットブラストおよびコーティングラインと通信することが予想されます。 。
統一された生産計画、タスク、および評価管理システムに組み込まれたその他の機器は、板金ワークショップ管理システムの重要な部分になっています。その結果、レーザー切断機メーカーは徐々に板金製造請負業者に変身します。
