【応用】レーザー切断加工

最も広く普及しているレーザー切断加工の応用は、板金(シートメタル)加工だと思われます。これは、板状の金属を所定の形状にレーザーで切断加工する応用です。切断は、外形切断だけではなく、穴あけやスリット加工も含みます。

板金の加工は、切削などの機械加工やエッチングなどの化学加工、放電加工も候補となりますが、加工経路(パス)の自由度やコスト、加工速度、さらに加工品質を考慮して、レーザーが選択される場合があります。

需要としては鉄、ステンレス、アルミなどの金属の加工が多いようですが、セラミックス、木材、ゴム等の非金属も加工も行われます。

使用されるレーザーは、CO2レーザーが主流でしたが、YAGレーザーやファイバーレーザーの割合が多くなってきています。連続発振するCWレーザーが多いですが、まれにパルスレーザーが用いられます。加工条件の違いにも依存するようですが、パルスレーザーの方が高品質な加工ができるようです。

レーザーを被加工部表面に集光させ高いエネルギーを与えることで切断加工を実施します。被加工物に対するレーザー集光点を相対的に移動させることで、穴あけや切断などを実施します。レーザー移動機構の進歩や、CAD/CAMの発展により、より柔軟な形状をより高精度に高速に加工できるようになってきました。

この応用の当初のレーザー出力は、1kW程度でしたが、時代とともに大出力化に進み、現在では10kW以上のレーザーもあります。

また、加工中はアシストガスを有効に活用することで、加工の促進を図ったり、高品質化を目指したりします。

これらの技術進歩により、初期の頃は、切断できる材料の厚さはSPCCで数mm厚だったものが、現在では、20mmを超える厚手の材料まで切断できるようになりました。

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