レーザー切断に影響を与える 6 つの要素

レーザー切断に影響を与える 6 つの要素

1. 切断速度

レーザー切断機について相談される多くのお客様は、レーザー切断機がどれくらいの速度で切断できるかを尋ねます。確かに、レーザー切断機は非常に効率的な機器であり、切断速度は当然のことながら顧客の関心の焦点です。ただし、最速の切断速度がレーザー切断の品質を定義するわけではありません。

速すぎます彼はスピードを切る

a.素材を切断できない

b.切断面には斜めのシボがあり、ワークの下半分には溶けた汚れが発生します

c.荒い刃先

切断速度が遅すぎる

a.切断面が荒れた過溶解状態

b.切断ギャップが広くなり、鋭角なコーナーが丸く溶け込みます。

レーザーカット

レーザー切断機の切断機能をより適切に発揮させるには、単にレーザー切断機がどのくらいの速度で切断できるかを尋ねる必要はありません。その答えは多くの場合不正確です。逆に、MimoWork に材料の仕様を提供していただければ、より責任ある回答をいたします。

2. フォーカスポイント

レーザー出力密度は切断速度に大きな影響を与えるため、レンズの焦点距離の選択は重要なポイントです。レーザービームを集光した後のレーザースポットサイズはレンズの焦点距離に比例します。レーザービームが短い焦点距離のレンズによって集束されると、レーザースポットのサイズは非常に小さくなり、焦点での出力密度は非常に高くなるため、材料の切断に有利になります。ただし、焦点深度が短いため、材料の厚さの調整幅が小さいという欠点があります。一般に、焦点距離が短いフォーカスレンズは、薄い材料を高速で切断するのに適しています。また、焦点距離が長いフォーカスレンズは焦点深度が広く、十分なパワー密度がある限り、発泡体、アクリル、木材などの厚いワークピースの切断に適しています。

どの焦点距離のレンズを使用するかを決定した後、ワーク表面に対する焦点の相対位置は、切断品質を確保するために非常に重要です。焦点での出力密度が最も高いため、ほとんどの場合、焦点は切断時にワークピースの表面のすぐか、わずかに下にあります。切削加工全体において、焦点とワークの相対位置が一定であることが安定した切削品質を得るために重要な条件となります。

3. エアブローシステムと補助ガス

一般に、材料のレーザー切断には補助ガスの使用が必要ですが、これは主に補助ガスの種類と圧力に関係します。通常、補助ガスは、レンズを汚染から保護し、切断領域の底にあるスラグを吹き飛ばすために、レーザービームと同軸に噴射されます。非金属材料および一部の金属材料については、圧縮空気または不活性ガスを使用して、切断領域での過度の燃焼を抑制しながら、溶融および蒸発した材料を除去します。

補助ガスの確保を前提とした場合、ガス圧力は非常に重要な要素となります。薄い材料を高速で切断する場合、切断面の裏側にスラグが付着するのを防ぐために、高いガス圧力が必要になります(高温のスラグがワークに当たると切断面が損傷します)。材料の厚みが厚くなったり、切削速度が遅い場合には、ガス圧を適度に下げる必要があります。

4. 反射率

CO2 レーザーの波長は 10.6 μm で、非金属材料の吸収に優れています。ただし、CO2レーザーは金属の切断、特に金、銀、銅、アルミニウムなどの反射率の高い金属材料には適していません。

加熱の初期段階では、材料のビームに対する吸収率が重要な役割を果たしますが、ワークの内部に切削穴が形成されると、穴の黒体効果により、材料のビームに対する吸収率は近くなります。 100%まで。

材料の表面状態はビームの吸収、特に表面粗さに直接影響し、表面の酸化層は表面の吸収率に明らかな変化を引き起こします。レーザー切断の実践においては、材料の表面状態がビームの吸収率に与える影響により、材料の切断性能が向上する場合があります。

5. レーザーヘッドノズル

ノズルの選定が適切でなかったり、メンテナンスが不十分であったりすると、汚染や破損が発生しやすくなったり、ノズル口の真円度が悪かったり、溶銑の飛散による局所的な詰まりによりノズル内に渦流が発生し、重大な事故を引き起こす可能性があります。切断性能が悪くなります。場合によっては、ノズル口が集束ビームと一致せず、ノズルエッジをせん断するビームが形成されます。これもエッジ切断品質に影響を及ぼし、スリット幅が増加し、切断サイズのずれが生じます。

ノズルについては、次の 2 つの問題に特に注意を払う必要があります。

a.ノズル径の影響。

b.ノズルとワーク表面の間の距離の影響。

6. 光路

レーザー光の光路

レーザーから発せられた原光は外部光路系を透過(反射・透過を含む)し、非常に高いパワー密度でワーク表面を正確に照射します。

外部光路システムの光学要素を定期的にチェックし、適切なタイミングで調整して、切断トーチがワークピースの上を走行しているときに、光ビームがレンズの中心に正しく伝達され、切断する小さなスポットに集束されることを確認する必要があります。高品質のワークピース。光学素子の位置がずれたり汚れたりすると、切断品質に影響を及ぼし、切断さえできなくなります。

外部光路レンズが空気流中の不純物によって汚染され、切断領域の飛散粒子によって結合されているか、レンズが十分に冷却されていないため、レンズが過熱してビームエネルギーの伝達に影響を与えます。光路の視準がずれてしまい、重大な結果につながります。レンズの過熱により焦点の歪みが生じ、レンズ自体が危険にさらされることもあります。

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投稿日時: 2022 年 9 月 20 日

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