レーザー切断の最適化: プロセスパラメータの決定

レーザー切断加工は、従来の機械式ナイフを目に見えないレーザー光線で置き換えます。カットパターンの制限にとらわれない高精度、高速カット、材料の自動レイアウト、スムーズなカット、低加工コストなどの特徴を持っています。従来の金属切断装置は徐々に改良または置き換えられます。レーザーブレードの機械部分がワークピースに接触しないため、動作中にワークピースの表面に傷がつきません。レーザー切断速度は速く、切開は滑らかで平坦であり、通常は後続の加工を必要としません。切断熱影響部が小さく、プレートの変形が小さく、切断シーム（0.1mm〜0.3mm）。切開部には機械的ストレスやせん断バリがありません。加工精度が高く、再現性が良く、材料表面にダメージを与えません。 CNC プログラミングはあらゆる平面図面を処理でき、金型を必要とせずに大きな基板全体を切断できるため、経済的で時間の節約になります。-自動化によりパイプ切断がさらに進みます - を参照してください自動レーザーパイプ切断の利点.

チューブ＆パイプ素材に対するファイバー レーザーの具体的な利点については、金属チューブファイバーレーザー切断のユニークな利点.

チューブ切断レーザー機

レーザー切断装置は主に、レーザー、光ガイド システム、CNC モーション システム、自動高さ調整カッティング ヘッド、作業プラットフォーム、高圧ガス吹き込みシステムで構成されています。{0}多くのパラメータがレーザー切断プロセスに影響を与える可能性があり、その一部はレーザーと工作機械の技術的性能に依存しますが、その他は変動します。

チューブの切断には独自の課題が追加されます -レーザーチューブ切断の技術的困難.

1 レーザービームモード

基本モードはガウス モードとも呼ばれ、切断に最も理想的なモードであり、主に 1 kW 未満の低出力レーザーに現れます。{0}}マルチモードは高次モードの混合物であり、同じパワーでも焦点が合わず、切断能力も低くなります。-シングルモードレーザーの切断能力と品質はマルチモードレーザーより優れています。-

パルスファイバーソースは、独自のビーム利点をもたらします - について学ぶ金属切断におけるSPIパルスファイバーレーザーの応用.

2 レーザー出力

レーザー切断に必要なレーザー出力は、主に切断材料、材料の厚さ、切断速度の要件によって異なります。レーザー出力は、切断厚さ、切断速度、切開幅に大きな影響を与えます。一般に、レーザー出力が増加すると、切断できる材料の厚さが増加し、切断速度が速くなり、切り込み幅も増加します。

3 焦点位置

焦点の位置は切開の幅に大きな影響を与えます。一般に、焦点は材料表面から厚さの約 3 分の 1 に位置し、最大の切削深さと最小の切削幅になります。-。

4 焦点距離

厚い鋼板を切断する場合、垂直性の良い切断面を得るには、焦点モーメントが長いビームを使用する必要があります。焦点深度が深くなり、スポット径も大きくなり、出力密度が低下するため、切断速度が低下します。一定の切断速度を維持するには、レーザー出力を上げる必要があります。薄いプレートを切断する場合は、より小さな焦点距離のビームを使用することをお勧めします。これにより、スポット直径が小さくなり、出力密度が高くなります。

5 補助ガス

低炭素鋼の切断では、多くの場合、切断ガスとして酸素を使用し、鉄の酸素燃焼反応の熱を利用して切断プロセスを促進します。また、切断速度が速く、切断品質が良く、ノロのない切断が得られます。圧力が増加し、運動エネルギーが増加し、スラグ排出能力が向上します。切削エア圧力の大きさは、材質、板厚、切削速度、切削面の品質などによって決まります。

6 ノズル構造

ノズルの構造形状と光出口のサイズも、レーザー切断の品質と効率に影響します。切断要件が異なると、異なるノズルを使用する必要があります。一般的に使用されるノズルの形状には、円筒形、円錐形、四角形などの形状が含まれます。レーザー切断は一般的に同軸（空気の流れと光軸が同心）吹き付け方式を採用しています。風の流れや光軸が異なると、切断時に多量の飛沫が発生しやすくなります。切削加工の安定性を確保するには、通常、ノズル端面とワーク表面との距離を0.5～2.0mmに制御する必要があり、スムーズな切削を実現します。