レーザー切断機の原理

レーザーは、産業界で欠陥検出、洗浄、切断、溶接などに広く利用されています。中でも、レーザー切断機は完成品の加工に最も多く利用されています。レーザー加工機の原理は、材料の表面を溶かしたり、材料を貫通させたりすることです。MimoWorkでは本日、レーザー切断機の原理についてご紹介します。

1. レーザー技術の紹介

レーザー切断技術は、レーザービームを布地の表面に照射した際に放出されるエネルギーを利用します。布地は溶融し、スラグはガスによって吹き飛ばされます。レーザー出力は非常に集中しているため、金属板の他の部分への熱伝達はわずかで、変形はほとんど、あるいは全くありません。レーザーは複雑な形状のブランクを非常に正確に切断することができ、切断されたブランクに更なる加工を施す必要がありません。

レーザー光源は通常、150～800ワットの動作出力を持つ二酸化炭素レーザービームです。この出力レベルは、レンズとミラーによってレーザービームが狭い領域に集中する多くの家庭用電気ヒーターに必要な出力よりも低くなっています。高いエネルギー集中により、局所的な急速加熱が可能になり、布地の断片を溶解することができます。

2. レーザー管の紹介

レーザー切断機ではレーザー管が主な作業となるため、レーザー管とその構造を理解する必要があります。

二酸化炭素レーザーは層状のスリーブ構造を採用しており、その内側の層は放電管層です。しかし、二酸化炭素レーザー放電管の直径はレーザー管自体の直径よりも太くなっています。放電管の厚さは、スポットサイズによる回折反応に比例します。また、管の長さと放電管の出力も比例関係にあります。

3. 水チラーの紹介

レーザー切断機の稼働中、レーザー管は大量の熱を発生し、切断機の正常な動作に影響を与えます。そのため、レーザー切断機が一定の温度下で正常に動作するために、レーザー管を冷却するための専用のフィールドチラーが必要です。MimoWorkは、機械の種類ごとに最適な水冷チラーを選定します。