4種類のレーザー切断

科学技術の継続的な発展に伴い、レーザー切断技術はますます洗練されています。今回は4種類のレーザーカット技術をご紹介します。

レーザー切断は、今日最も一般的な金属加工方法の 1 つです。原理は、集束された高出力密度レーザービームを使用してワークピースを照射し、ワークピースを急速に溶融、蒸発、アブレートするか、または照射された材料の発火点に到達させることです。同時に、ビームに対して高速同軸を利用します。空気の流れにより溶けた材料を吹き飛ばし、金属ワークの切断を可能にします。

加工される材料の熱物性と補助ガスの特性に応じて、レーザー切断は 4 つのタイプに分類できます。それらは、レーザー蒸気切断、レーザー溶融切断、レーザー酸素切断、およびレーザー制御破壊です。

1. レーザー蒸着切断

高エネルギー、高密度のレーザー光線を使用してワークピースを加熱すると、切断された材料の温度が急速に上昇し、短時間で材料の沸点に達し、溶解ステップをスキップして直接蒸発を開始して蒸気を生成します。蒸気が吹き出すと、切断材料に切り込みが形成されます。

2. レーザー溶断

金属材料をレーザーで加熱して溶かします。ビームと同軸のノズルから窒素などの不活性ガスが吹き込まれ、ガスの強い圧力で溶融液体金属が放出されます。レーザー溶融切断を使用する利点は、刃先が比較的滑らかで一般的であることです。二次加工は必要なく、必要なレーザーエネルギーとガス圧力が高くなります。ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、合金金属の切断に適しています。

3. レーザー酸素切断

レーザー酸素切断の原理は、酸素アセチレン切断の原理と似ています。予熱熱源としてレーザーを使用し、切断ガスとして酸素およびその他の反応性ガスを使用します。一方で、噴出したガスは切削金属とともに酸化し、多量の酸化熱を放出します。一方、溶融酸化物と溶融物は反応ゾーンから吹き飛ばされ、金属に切り込みが形成されます。切断速度が速く、主に炭素鋼金属材料の切断に適しています。

4. レーザー制御による破壊

レーザー制御破壊は、比較的低いレーザー出力を使用して溝内に鋭い温度分布を作り出すことであり、これにより脆性材料に局所的な熱応力が生じ、材料が溝に沿って破壊されます。出力が高くなると、ワークピースの表面が溶けて刃先が破壊される可能性があります。主にシリコンウエハーやガラスなどの脆性材料の切断に適しています。