レーザー切断の効率性と精度は、さまざまな業界で大きな変化をもたらしました。しかし、レーザー切断作業は、まず作業員の安全を保証し、事故を防止して初めて進められます。このエッセイでは、すべてのオペレーターが考慮すべき最も重要なレーザー切断安全対策について説明します。潜在的な危険性の徹底的な評価から始まり、安全なワークステーションの確立と適切な個人用保護具 (PPE) の使用に至るまで、リスクのない環境を構築するための詳細なルールを探ります。私たち自身とツールを危険から守る方法を学びながら、レーザー切断の安全の世界に私と一緒に足を踏み入れましょう。
レーザー切断とは何ですか?
レーザー切断は、レーザー光線で材料をスライスする方法です。状況に応じて、レーザー光線は材料のサイズを縮小したり、従来のドリルでは困難な複雑な形状に切断したりするのに役立ちます。さらに、レーザーカッターを使用して材料に穴を開けたり、彫刻したりすることもできます。レーザー切断方法は、さまざまな厚さのさまざまな材料を切断できるため、特に柔軟性があります。
レーザーカッター使用時の安全ガイドライン
レーザー カッターを使用するときは、必要な安全対策をすべて遵守することが重要です。たとえば、誤って強力なレーザーに目がさらされると、永久的な損傷を受ける可能性があります。そのため、適切なトレーニングを受け、適切な保護具を着用し、機械の安全インターロックを無効にしないことが重要です。さらに、レーザーを使用して切断する場合は、必ず火災防止手順を実施する必要があります。レーザー カッターを安全に使用するための 10 のヒントを次に示します。
十分なトレーニングを受けていることを確認する
レーザー カッターを正しく使用するには、正しい指示が必要です。レーザー カッターの部品には、理解して回避しなければならない危険が伴います。トレーニングは通常、機器のメーカーから受けられます。レーザー カッターの全体的な潜在的な危険性と、機械の操作の詳細についてトレーニングで説明する必要があります。さらに、すべての新規オペレーターは、トレーニングと再教育コースを受講する必要があります。
カッターの安全機能を無効にしないでください
レーザー カッターは、安全機能が組み込まれている場合にのみ機能します。この目的には、クラス 3B とクラス 4 の両方のレーザーが一般的です。これらのカテゴリのレーザーは、皮膚を火傷させたり火災を引き起こしたりするほど強力であり、直接または間接的に見ると目の問題を引き起こすこともあります。
しかし、レーザーカッターには安全機能が組み込まれているため、通常はクラス 1 レーザー機器として販売されています。つまり、レーザーの致死的放射線からユーザーを遠ざけるための基準を満たしているということです。機械の蓋は、多くの場合、最初の防御線であり、蓋が開いているとレーザーが発射されないようインターロックされています。
このインターロックをバイパスしたり改ざんしたりすると、有害なレーザーにさらされ、目や皮膚に永久的な損傷を与える可能性があります。
レーザーカッターはメーカーの指示に従って使用してください
レーザー カッターのメーカーは、機械の欠点と潜在的な危険性を認識しています。各レーザー カッターには、ユーザーと機械を保護するための安全機能とインターロックが備わっています。新しいカッターを購入したら、その操作と安全に関するガイドラインをよく理解してください。特に制限事項が指定されていたり、潜在的な危険性が示唆されている場合は、メーカーの指示と推奨事項に注意し、それに従ってください。それらを無視してメーカーの推奨事項に従わない作業を行うと、保証の取り消し、機器の損傷、さらには人身事故につながる可能性があります。
レーザーカッターを使用した人物、使用時間、切断した内容を必ず記録してください。
誰がいつ何を切断したかをログブックに記録しておくことは重要です。材料によっては、可燃性の残留物が残る場合があります。新しいオペレーターがカッターに何か異常に気付いた場合は、前のユーザーに何を入れたかをいつでも尋ねることができます。同様に、レーザーがオンになっている時間数を記録しておくと、メンテナンスに役立ちます。
レーザーカッターは消火器の近くに設置する必要があります。
レーザー カッターを使用すると、火災が発生するリスクが伴います。素材によっては、他の素材よりも火災が発生しやすいものがあります。レーザーは接触したほぼすべての物質を溶かしたり、蒸発させたり、燃やしたりする可能性があるため、火災は大きなリスクです。したがって、消火器はレーザー カッターの近くに目立つように設置する必要があります。また、消火器が積み重なった物の下に隠れたり、他の機器に隠れたりしないようにすることも重要です。
レーザーの稼働時間を追跡しておくと、定期的なメンテナンスをタイムリーに実施するのにも役立ちます。
レーザーカッターの切断デッキと内部の空洞を定期的に掃除機で掃除すると、火災を防ぐことができます。
レーザーカッターのハウジング内にほこりがたまると、火災の危険性が大幅に高まります。ほこりの粒子はもともと小さいため、体積よりも表面積が大きくなります。このため、粒子は常に大量の空気 (および酸素) にさらされています。その結果、ほこりは同じ材料の固体の塊よりも燃えやすくなります。
粉塵が最初に発火すると、最初の反応で他の粒子が移動し、炎が空気中の粉塵全体に広がるため、粉塵爆発を引き起こすこともあります。その結果、非常に強力な粉塵爆発が発生します。レーザー カッターの内部、切断デッキ、および粉塵が蓄積する可能性のあるその他の領域を定期的に清掃することは、偶発的な発火を防ぐために不可欠です。空気の補助を使用して、可燃性の粉塵と煙を領域からすばやく除去してください。
リスクなく切断できる材料を把握します。
レーザー カッターは、特定の素材の切断には使用しないでください。ほとんどの場合、重大な火災の危険があったり、レーザーとの相互作用により有害なガスが発生したりします。切断を開始する前に、各素材について調べておくことをお勧めします。PVC プラスチックは、危害を引き起こす可能性のある素材の悪い例です。このポリマーは、レーザーで切断されると塩化水素ガスに分解されます。これが水と接触すると、人の目や肺に入るのと同じように、塩酸が発生します。
レーザーカッターは決して放置しないでください。
火災の可能性があるため、レーザー カッターはオペレーターが常にサポートする必要があります。高出力レーザーを扱う場合、火災が発生するリスクは常に存在します。作業中はいつでも、ワークピース (または以前の作業で機械内に蓄積されたほこり) が発火する可能性があります。ただし、誰かがレーザー カッターを監視している場合は、CO2 消火器で火元に噴射することで、火を素早く消すことができます。
いかなる木材にもレーザーカッターを使用しないでください。
レーザー カッターは、コンクリートやスチール デッキなどの固くて不燃性の表面に安全に取り付けてください。レーザー カッターを堅木の表面で使用すると、火災の危険性が高くなります。まれに、機械内の材料が燃える場合があります。したがって、火災の拡大を防ぐために必要なすべての対策を講じることが重要です。
レーザーパルスレートが火災リスクにどのように影響するかをご覧ください。
より高いピーク光エネルギーを生成するために、レーザー カッターはパルス発射パターンを使用します。パルス レーザーは、一定のストリームではなく、強力なエネルギー バーストを放出します。レーザーはパルス間でエネルギーを「保存」するため、周波数が低いほど (したがってパルス レートが遅いほど) 出力が強力になります。周波数が高くなると、パルスのピーク エネルギーは低くなります。パルス周波数が低くなると、切断された材料で火花が発生するリスクが高くなります。
レーザー切断でよくある問題は何ですか?
厚い金属を切断する際に問題が発生する
メーカーなら誰でも知っているように、厚い材料は薄い材料よりも切断が困難です。この問題は、プレートの厚さが 0.16 インチを超える場合の炭素鋼のレーザー切断に特有のものです。熱伝導率、表面反射、レーザー焦点、金属/合金の種類、部品の形状など、さまざまな要因によって、レーザーで切断できる範囲とできない範囲が決まります。機械で非常に厚い金属を切断する必要がある場合、材料への熱暴走や爆発のリスクが高まります。
この問題は、ビームの焦点を小さなスポット サイズに絞ることで解決できます。その結果、レーザー カッターはさまざまな厚さの金属を加工するための、より正確で強力なツールになりました。さらに、ガス アシスト技術により、燃焼を防ぎ、切断面 (材料が燃え尽きた部分) から破片や溶融金属を除去することで、レーザー切断の効率を向上させることができます。
不均一で一貫性のない切断
前述のように、スムーズなレーザー切断には適切な部品形状が不可欠です。したがって、部品の形状が金属の切断精度に影響を与える可能性があることを覚えておくことが重要です。
狭くて狭いスペースで作業する場合、より多くの熱を吸収するため、連続的な切断速度を維持するのがより困難になることを覚えておいてください。複雑な部品形状を持つ金属でも同じことが言えます。熱暴走やブローアウト上昇の問題は、金属を不均一に切断する場合に似ています。
角度や曲線、その他の複雑な形状を切断する場合、レーザーの焦点を合わせたり速度を上げたりすることが、不均一な切断の発生を減らす最も効果的な方法です。その結果、破裂やエッジの劣化が少なくなります。代替案として、角度や角の少ない金属デザインも利用できます。これにより、レーザー切断がより速くなり、間違いを修正したり材料を交換したりする必要性が最小限に抑えられるため、コストを節約できます。
バリの有無
バリとは、レーザー切断中に発生する不均一な隆起または粗いエッジのことです。バリは取り扱いや保管中に安全上のリスクをもたらし、対処しないと完成品に影響を及ぼす可能性があります。さらに、バリのある金属を過酷な環境で使用すると、シートのストレス レベルも上昇し、摩耗や腐食の発生が早まります。
レーザー切断作業を開始する前に、オペレーターは機械の焦点を見つけなければなりません。次に、バリの原因となる不安定さを軽減するために、機械を再起動し、切断速度を上げ、出力値を微調整する必要があります。
多数の小さな穴を含む変形
レーザー切断では、利用できる領域が限られているため、金属に小さな穴を開けるのは難しい場合があります。穴は、厚さや直径の大きさに応じて変形する可能性があります。このため、浅い切り込みがいくつかあるだけでも、材料を焦がすのに十分な熱が集中する可能性があります。
このため、金属に穴を開ける必要がある場合は、より安定した切断手順であるソフト パンクチャー (パルス穿孔) レーザー切断が好まれます。その結果、金属の表面は滑らかになり、穴の形状が均一になります。
パルス穿孔では、レーザーを金属部品に常に焦点を合わせるのではなく、パルス状または断続的なパターンで照射して配置精度を向上させます。これにより、切断サイクル後に焦げた破片が残らず、周囲の材料を損傷から保護できます。
切削深さが不十分
金属加工品の切断や彫刻の際に深さが不十分になる最も一般的な原因は、焦点の調整ミスです。さらに、レーザーが材料に正しく照射されないと切断品質が大幅に低下し、均一性が求められる箇所で不一致が生じます。
彫刻速度または深さを変更すると、問題は解決します。これらの手順をすでに実行してもレーザーカットの品質が改善されない場合は、レーザーチューブまたは電源が摩耗していないかどうかを調べる必要があります。
結論
レーザー光線で材料を切断することをレーザー切断といいます。レーザー カッターを使用する際の安全上の注意事項には、機械の安全インターロックを決してオフにしないこと、保護具を着用すること、適切なトレーニングを受けることなどがあります。レーザー カッターを安全に操作するための 10 の推奨事項のリストには、常に製造元の指示に従うこと、機械の安全対策を決して無効にしないことなどに関する注意事項が含まれています。レーザーを使用して切断する場合は、火災安全対策を講じることも重要です。
このテキストで最も重要な情報は、レーザー カッターの安全機能とインターロック、製造元の指示に従うことの重要性、レーザー カッター ユーザーのログを取ることの価値、消火器の場所、火災を防ぐためのレーザー カッターの切断デッキと内部空洞の定期的な掃除機がけに関するものです。
機械の潜在的に破壊的なレーザーから人を守ることに関しては、一般的には蓋が第一の防御線となります。不注意による発火を防ぐには、レーザー カッターの内部、切断デッキ、およびほこりがたまる可能性のあるその他の場所を定期的に清掃する必要があります。レーザー カッターの安全な切断範囲を把握し、木材には使用せず、パルス発射パターンでピーク光エネルギーを高めてください。レーザー切断の問題は、特に高密度金属を扱う場合によく発生します。不注意による発火を防ぐには、カッターの内部、切断デッキ、およびほこりがたまる可能性のあるその他の場所を定期的に清掃する必要があります。
ビームの焦点を小さなスポットサイズに絞ると、薄い材料よりも切断が難しい厚い材料の切断が容易になります。レーザー切断のもう 1 つの問題は、バリや不均一な切断の可能性です。機械の焦点を見つけ、再起動し、切断速度を上げ、出力値を調整することはすべて、バリを最小限に抑えるプロセスに必要な手順です。また、多数の小さな穴で変形に対処することもできます。金属に小さな穴を開けるのは、レーザー カッターでは困難です。そのため、業界では代わりにソフト パンクチャー (パルス穿孔) が一般的に使用されています。
パルス穿孔では、配置精度を高め、付随的な損傷を防ぐために、パルスまたは断続的なパターンを採用しています。焦点の変更を間違えたり、ツールを材料に効果的に向けなかったりすると、切削深さが不足する可能性があります。品質が改善されない場合は、オペレーターはレーザー チューブと電源を確認する必要があります。
ツーリングとCNCの絞り加工能力を最大化する
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BE-CUが提供する広範な社内サービス
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