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レーザ切断加工とは:レーザ加工の基礎知識3

レーザ加工の基礎知識

更新日:2018年9月27日(初回投稿)
著者:関東職業能力開発大学校 生産機械システム技術科 能開准教授 永野 善己

前回は、CO2レーザの構造やピアシング(穴あけ加工)を通して、レーザ加工を解説しました。レーザ加工条件の重要な項目に、レーザ光、加工レンズ、焦点スポット、ノズル、アシストガスの5つがあります。これら5つを組み合わせて、最適な加工条件を設定します。今回は、レーザ切断を通して、加工条件の設定方法を学びましょう。

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1. レーザ切断

レーザ切断は、レーザ加工機を用いて行う切断加工のことです。図1にレーザ切断の様子を示します。レーザ切断もピアシングと同様に、レーザ照射により材料を溶融し、アシストガスにより溶融金属を吹き飛ばすことを繰り返します。

図1:レーザ切断の様子の写真

図1:レーザ切断の様子の写真

機械に付属された加工条件表を利用して、簡単にレーザ加工の条件を決めることができます。例えば、板厚0.5mmのSPCC(冷間圧延鋼板)材をレーザ切断する場合、加工条件表からレーザの出力を決め、その数値を入力します。一般的にレーザ加工機は、切断条件(穴あけの場合はピアシング条件)のデータベースを持ち、板厚と材質を指定すれば、加工条件が決まります。

レーザ切断の加工の良しあしは、切断時に発生する溶融金属の流れで判断することができます。溶融金属の流れとは、図2のように、加工の際に材料の下から発生する光の流れです。溶融金属の流れが切断方向と逆方向にまとまって流れると、良好な加工といえます。反対に、広がると不良です。機械に付属した加工条件表を使うと、レーザ切断やピアシングは簡単です。しかし、材料やレーザ加工機の状態によっては不良となる場合もあり、作業者が加工条件を微調整します。

図2:溶融金属が流れる様子

図2:溶融金属が流れる様子

2. 切断加工条件

加工条件表は、レーザ加工機を購入すると付属しています。図3は、レーザ加工機に付属している加工条件表の一例で、板厚0.5mmのSPCC材の切断条件とピアシング条件です。レンズ5.0inchとは、焦点距離のことです。アシストガスは、酸素を使用します。酸素を利用すると、酸化反応によりレーザ切断がしやすくなりますが、材料の酸化により強度や品質に影響が出る場合があります。アシストガスは、酸素以外に窒素やエアーがあります。ノズル径の大きさは、アシストガスの流量や圧力に影響を与えます。板厚が厚くなると、ノズル径を大きくすることになりますが、アシストガスの消費量が上がり、切断コストを考える必要があります。

図3:加工条件表の例

図3:加工条件表の例

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 加工条件と切断結果

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

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