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レーザー切断技術は、材料を正確かつ効率的に切断する自動化された方法を提供することで、多くの業界に革命をもたらしました。レーザー技術の最も初期の応用例の 1 つは実験物理学でしたが、製造分野での採用により、その多用途性と効率性が実証されました。レーザー切断機の主要コンポーネントを理解することは、オペレーターだけでなく、このテクノロジーへの投資を検討している企業にとっても重要です。
レーザー切断機の主なコンポーネントには、レーザー共振器、ビーム伝達システム、切断ヘッド、CNC コントローラー、およびアシスト ガス システムが含まれます。これらのコンポーネントはシームレスに連携して高精度の切断を実現します。
レーザー共振器はレーザー源としても知られ、レーザー切断機の心臓部です。レーザー光線が発生する場所です。レーザーの種類によって、機械の出力と用途が決まります。切断機で使用されるレーザーには、主にCO2レーザー、ファイバーレーザー、YAGレーザーの3種類があります。CO2 レーザーは主に非金属材料と一部の金属に使用され、ファイバー レーザーは効率がよく知られており金属の切断に使用され、YAG レーザーはより厚く反射性の高い材料に使用されます。
共振器内では、エネルギーが利得媒体 (CO2、イッテルビウム、またはネオジムドープ結晶など) に追加され、励起粒子が生成されます。これらの粒子が基底状態に戻ると、光子が放出されます。これらの光子は、強力なコヒーレント レーザー ビームが放射されるまで、共振器内のミラーの間で往復反射されます。
レーザー ビームが生成されたら、切断対象の材料に向ける必要があります。ここでビームデリバリーシステムが活躍します。CO2 レーザー システムでは、通常、レーザー ビームをガイドする一連のミラーが必要になります。ファイバー レーザー システムでは、ビームは光ファイバー ケーブルを通じて伝送されます。
ビーム伝達システムは、共振器と切断ヘッドの間の距離にわたってレーザー ビームの強度と焦点を維持することを保証します。一部の高精度アプリケーションでは、補償光学を使用してビーム経路を調整し、最適な精度を得ることがあります。
カッティングヘッドは、レーザービームの焦点をワークピース上に合わせる役割を果たします。ビームを微細なスポットに集中させ、材料を切断するのに必要な強度を実現するレンズ システムが含まれています。切断ヘッドには、多くの場合、補助ガス (酸素、窒素、空気など) が切断領域に向けられるノズルも含まれています。
アシストガスには複数の機能があります。溶けた材料を切断ラインから吹き飛ばし、切断領域を冷却して過熱を防ぎ、焦げることなくきれいな刃先を確保するのに役立ちます。ガスとその圧力の選択は、切断の品質に大きく影響します。
CNC (コンピューター数値制御) コントローラーはレーザー切断機の頭脳です。設計またはパターン (通常は CAD ファイル内) を取得し、それを機械の動作を制御する一連の命令に変換します。
CNC コントローラーは、レーザー ビームが切断パスに沿って正確に移動することを保証し、ビームの速度、出力、位置を制御します。高度な CNC システムは、切断プロセスを監視するセンサーからのフィードバックに基づいて、切断速度やレーザー出力などのリアルタイム パラメーターを調整することもできます。
アシストガスシステムはカッティングヘッドと連携して動作します。切断プロセスを支援するために使用されるガスを貯蔵し、供給します。使用するアシストガスの種類は、切断する材料によって異なります。
たとえば、酸素は材料の燃焼を助け、切断速度を高めるため、厚い炭素鋼の切断に使用できます。一方、窒素は酸化を防ぎ、よりきれいに切断できるため、ステンレス鋼やアルミニウムの切断によく使用されます。
レーザー切断機の主要コンポーネントを理解すると、その機能と効率についての洞察が得られます。ビームを生成するレーザー共振器から、その経路をガイドする CNC コントローラーに至るまで、各コンポーネントは、正確で高品質な切断を実現する上で重要な役割を果たします。レーザー切断技術への投資を検討している企業は、切断する材料の種類と各コンポーネントの特定の機能を考慮して、ニーズに合った適切な機械を選択する必要があります。
レーザー切断機はどのような材料を切断できますか?
レーザー切断機は、金属 (スチールやアルミニウムなど)、プラスチック、木材、ガラス、繊維などのさまざまな材料を切断できます。
アシストガスはどのようにレーザー切断を改善しますか?
アシストガスは、溶けた材料を吹き飛ばし、過熱を防ぎ、焦げたり酸化することなくきれいに切断するのに役立ちます。
レーザー切断機における CNC コントローラーの役割は何ですか?
CNC コントローラーは、設計ファイルをレーザー ビームの動きと操作をガイドする命令に変換し、正確な切断を保証します。
レーザー切断機ではどのような種類のレーザーが一般的に使用されますか?
一般的なレーザーの種類には、CO2 レーザー、ファイバー レーザー、YAG レーザーがあり、それぞれ異なる材料や厚さに適しています。
レーザー切断機は大量生産に対応できますか? はい、多くのレーザー切断機は大量生産向けに設計されており、最小限のダウンタイムで継続的に稼働できます。
