板金CNCファイバーレーザー切断機とは何ですか？
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レーザー切断とは、材料を切断するためにレーザーを使用する技術であり、一般的には工業製造用途に使用されていますが、学校、中小企業、愛好家にも使用され始めています。 レーザ切断は、光学系を介して最も一般的に高出力レーザの出力を指示することによって作用する。 レーザ光学系およびCNC（コンピュータ数値制御）は、生成された材料またはレーザビームを導くために使用される。 材料を切断するための典型的な市販のレーザは、材料上に切断されるパターンのCNCまたはGコードに従う動作制御システムを必要とする。 集束されたレーザービームは、材料に向けられ、溶けて、燃焼し、蒸発し、ガス噴出して吹き飛ばされます[1]。 産業用レーザーカッターは、フラットシート材料および構造材料および配管材料の切断に使用されます。
レーザ切断には、主に3種類のレーザが使用されています。 CO2レーザは、切削、ボーリング、彫刻に適しています。 ネオジム（Nd）およびネオジムイットリウム - アルミニウム - ガーネット（Nd-YAG）レーザーは、スタイルが同一であり、用途のみが異なる。 Ndはボーリング用、高エネルギーで低繰り返しが必要な場所で使用されます。 Nd-YAGレーザは、非常に高いパワーが必要な場所、ボーリングと彫刻に使用されます。 CO2とNd / Nd-YAGレーザーの両方を溶接に使用することができます。[7]
CO2レーザの一般的な変形としては、高速軸流、低速軸流、横流、およびスラブが挙げられる。
CO2レーザーは、ガス混合物（DC励起）または高周波エネルギー（RF励起）を通って電流を流すことによって、一般に「ポンピング」される。 RF法はより新しいものであり、より普及しています。 DC設計ではキャビティ内に電極が必要なので、ガラスエナメルや電極上に電極エロージョンや電極メッキが発生する可能性があります。 RF共振器は外部電極を有するので、これらの問題を起こしにくい。
CO2レーザーは、軟鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、タスクボード、紙、ワックス、プラスチック、木材、織物などの多くの材料の工業用切断に使用されています。 YAGレーザーは、主に金属とセラミックスの切断とスクライビングに使用されます。
動力源に加えて、ガス流のタイプも性能に影響する可能性がある。 高速軸流共振器では、二酸化炭素、ヘリウムおよび窒素の混合物は、タービンまたは送風機によって高速で循環される。 横流レーザーはガス混合物をより低速で循環させるので、より簡単な送風機が必要とされる。 スラブまたは拡散冷却された共振器は、加圧またはガラス器具を必要としない静的ガス場を有し、置換タービンおよびガラス製品の節約につながる。
レーザ発生器と外部光学系（フォーカスレンズを含む）は冷却が必要です。 システムの大きさや構成によっては、クーラントや直接空気に熱が伝わることがあります。 水は一般に使用される冷却剤であり、通常、冷却器または熱伝達システムを循環する。
レーザマイクロジェットは、パルスレーザビームが低圧水ジェットに結合されたウォータージェット誘導レーザである。 これは、水中ジェットを使用してレーザ切断機能を実行するのに使用されます。水ジェットを使用すると、光ファイバのようなレーザビームを全反射によって導くことができます。 この利点は、水がデブリを除去して材料を冷却することである。 伝統的な「ドライ」レーザー切断に勝るさらなる利点は、高いダイシング速度、平行切れ、全方向切削です。
ファイバーレーザーは、金属切削産業において急速に成長している一種の固体レーザーです。 CO2とは異なり、ファイバー技術は、気体または液体ではなく、固体利得媒体を利用する。 「シードレーザ」はレーザビームを生成し、ガラスファイバ内で増幅される。 わずか1.064マイクロメートルの波長では、ファイバレーザは非常に小さなスポットサイズ（CO2に比べて100倍も小さい）を生成し、反射性金属材料の切断に理想的です。 これは、CO2と比較したファイバーの主な利点の1つです。
産業用レーザ切断機には、一般的に、移動材料、ハイブリッド、および飛行光学系の3つの異なる構成がある。 これらは、レーザビームが切断または加工される材料上を移動する方法を指す。 これらのすべてについて、動きの軸は典型的にはX軸およびY軸と指定される。 切断ヘッドを制御することができる場合には、それをZ軸として指定する。
移動する材料レーザは固定されたカッティングヘッドを有し、その下に材料を移動させる。 この方法は、レーザ発生器からワークピースまでの一定の距離および切断流出物を除去するための単一の点を提供する。 必要な光学部品は少なくなりますが、ワークピースを動かす必要があります。 このスタイルマシンは、ビーム送出光学系の数が最も少ない傾向がありますが、最も遅くなる傾向があります。
ハイブリッドレーザは、1つの軸（通常はX軸）で移動し、短い（Y）軸に沿ってヘッドを移動させるテーブルを提供する。 これは、飛行する光学機械よりもより一定のビーム搬送経路長をもたらし、より簡単なビーム送達システムを可能にする。 これは、配達システムにおける電力損失の低減と、飛行する光学機器よりもワット当たりの容量の増加をもたらし得る。
フライング光学系レーザは、固定テーブルと、両方の水平方向にワークピース上を移動するカッティングヘッド（レーザビーム付き）とを特徴とする。 フライング光学カッターは、加工中に加工物を静止させ、材料クランプを必要としないことが多い。 移動質量は一定であるため、ダイナミクスはワークピースのサイズの変化によって影響されません。 フライング光学機械は最も速いタイプであり、より薄い加工物を切断する場合に有利である。
フライング光学機器は、近接場（共振器に近い）から遠方界（共振器から遠い）までのビーム長の変化を考慮に入れるために何らかの方法を使用しなければならない。 これを制御するための一般的な方法には、視準、適応光学、または一定のビーム長軸の使用が含まれる。
5軸および6軸機械も、成形された加工物の切断を可能にする。 さらに、適切な焦点距離およびノズルスタンドオフなどを維持しながら、成形されたワークピースにレーザビームを向ける様々な方法がある。
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