レーザーカット加工の精度を上げるにはどうすればよいか

レーザー切断の精度は、多くの場合、切断プロセスの品質に影響します。レーザー切断機の精度が狂うと、切断された製品の品質が保証されなくなります。したがって、レーザー切断機の精度をいかに向上させるかが、レーザー切断の実務者にとっての最大の課題となります。

1. レーザー切断とは何ですか?
レーザー切断は、高出力密度のレーザー光を熱源として用い、ワークとの相対移動により切断を行う技術です。基本原理は、レーザーから高出力密度のレーザー光を発し、光路系で集光してワーク表面に照射することで、ワークの温度を瞬時に最高温度まで上昇させます。臨界融点または臨界沸点より高い温度。同時に、レーザー放射圧力の作用により、ワーク周囲に一定範囲の高圧ガスを発生させ、溶融または蒸発した金属を吹き飛ばし、一定時間内に連続的に切断パルスを出力することができます。ビームとワークの相対位置が移動すると、最終的にスリットが形成され、切断の目的が達成されます。
レーザー切断はバリやシワがなく、プラズマ切断に比べて精度が高くなります。多くの電気機械製造業界では、マイクロコンピューター プログラムを備えた最新のレーザー切断システムは、さまざまな形状やサイズのワークピースを簡単に切断できるため、多くの場合、パンチングやダイ プレス プロセスよりも好まれます。加工速度は型抜きに比べて遅くなりますが、金型を消耗せず、金型の修理や金型交換の手間が省けるため、加工費の削減、製品コストの削減が可能です。したがって、一般的にはより経済的です。

2. 切断精度に影響を与える要因
(1) スポットサイズ
レーザー切断機の切断プロセス中、光ビームは切断ヘッドのレンズによって非常に小さな焦点に集束されるため、焦点は高い出力密度に達します。レーザー光を集光するとスポットが形成され、レーザー光を集光した後のスポットが小さいほどレーザー切断加工精度が高くなります。
(2) 作業台の精度
通常、ワークベンチの精度によって、レーザー切断処理の再現性が決まります。ワークベンチの精度が高いほど、切断精度も高くなります。
(3) ワーク厚さ
加工するワークが厚くなると切断精度が低下し、スリットが大きくなります。レーザー光は円錐形なので、スリットも円錐形になります。薄い材料のスリットは、厚い材料のスリットよりもはるかに小さくなります。
(4) ワーク材質
ワークピースの材質は、レーザー切断の精度に一定の影響を与えます。同じ切削条件でも材質が異なるワークの切削精度は若干異なります。鉄板の切断精度は銅材に比べ非常に高く、切断面も滑らかです。

3. フォーカス位置制御技術
集束レンズの焦点深度が浅いほど、焦点の直径は小さくなります。したがって、切断材料の表面に対する焦点の位置を制御することは非常に重要であり、これにより切断精度を向上させることができます。

4. 切断・穿孔技術
熱切断技術では、プレートの端から開始できる少数のケースを除いて、通常、プレートに小さな穴を開ける必要があります。これまでのレーザースタンピング複合機では、まずパンチで穴を開け、その小さな穴からレーザーで切断していました。

5. ノズル設計と風量制御技術
鋼をレーザー切断する場合、酸素と集束されたレーザービームがノズルを通して切断材料に照射され、気流ビームが形成されます。空気流の基本的な要件は、十分な酸化によって切開材料が完全に発熱反応できるように、切開部に入る空気流が大きく、速度が速いことです。同時に、溶融した材料を排出するのに十分な勢いがあります。