正確さと革新性が融合したレーザー切断の魅惑的な世界があなたを待っています。ここでは、レーザー切断の魅惑的な世界を探り、その内部の仕組みを明らかにします。レーザー光線の科学的仕組みを説明し、さまざまな状況でのその大きな可能性を実証することで、レーザー光線の謎を解き明かします。レーザー切断の独創性を分析し、その機能を学び、テクノロジーが現代の生産と想像力にどのような影響を与えてきたかを考えてみましょう。
レーザーカッターとは何ですか?
レーザーカッターはコンピューター制御のため、CNC (コンピューター数値制御) マシンに分類されます。デザインソフトウェアで作成された作品は、ボタンで直接レーザーカッターに送ることができます。コンピューターは、プログラムの指示に従って、カッティングベッド上のレーザービームの動きを制御し、その中の素材をスライスまたはエッチングします。レーザーカッターは多用途であるため、段ボールのプロトタイプからラスター化されたアートワークまで、あらゆるものを作成するために広く使用されています。より強力なレーザーカッターは金属やはるかに厚い素材を切断できますが、一般的なレーザーカッターは通常、木材、一部のプラスチック、紙、段ボールなどの切断に使用されます。
レーザー カッターを使用すると、わずか数分でラピッド プロトタイピングを行うことができます。3D プリンターと同様に、レーザー カッターはラピッド プロトタイピング装置であり、デザイナーは、本格的な生産に移る前に、最小限のコストで、迅速に作業をテストおよび改良することができます。
レーザー切断はどのように機能しますか?
ビームの生成
レーザー ビームは、極度に高いピーク強度を持つ細い垂直の光軸です。この波長は光スペクトルの赤外線領域にあるため、通常の CO2 レーザーは肉眼では見えません。レーザー ビームの直径は、ビームを生成するレーザー共振器から機械のビーム経路までの全長にわたってわずか約 3/4 インチです。
プレートに焦点を合わせる前に、レーザー光線は「ビームベンダー」と呼ばれる一連のミラーでさまざまな方向に反射されることがあります。プレートに当たる前に、焦点を合わせたレーザー光線はノズルの穴を通過します。圧縮された酸素や窒素などのガスもノズルの穴を通って流れています。
ビームの焦点を合わせる
レーザー切断ヘッドは、特殊なレンズまたは曲面ミラーを使用してレーザー ビームを集束する場所です。ビームは、焦点が正確に球形になり、焦点のエネルギー密度が均一でノズルの中心にあるように、慎重に集束する必要があります。大きなビームがそこに集中するため、焦点の熱密度は非常に高くなります。虫眼鏡を使用して、太陽光線を葉に当てて火を起こすことを考えてみてください。6 キロワットの電力を 1 つの領域に集中させたらどうなるか、おそらく想像できるでしょう。
局所的な加熱
材料の急速な加熱、溶融、および部分的または完全な蒸発は、高出力密度から直接生じます。酸素燃料トーチと同様に、軟鋼を切断する場合、レーザー切断ガスは純粋な酸素です。これは、ビームの熱が従来の「酸素燃料」燃焼プロセスを点火するのに十分であるためです。ただし、レーザービームがステンレス鋼またはアルミニウムを溶かした後、高圧窒素を使用して溶融金属を切り口から吹き飛ばします。
ビームの動き
CNC レーザー カッターは、レーザー カッティング ヘッドを金属板上で切断対象の形状に合わせて移動させ、切断しながら機械から板を取り外します。静電容量式高さ制御システムにより、ノズルの先端と板の間の正確な切断高さが制御されます。この距離によって、板の表面上の焦点の位置が決まります。板の表面、表面よりわずかに上、または表面よりわずかに下に焦点を合わせると、最終的な切断の品質に影響します。
レーザー切断は、関連するすべてのパラメータが適切に調整されている場合、安定した、信頼性が高く、正確な切断方法です。
レーザーカッターの利点
このスライス方法には、他の方法に比べて次のような多くの利点があります。
きれいで正確なカットを実現します。
熱カッターと比較すると、これらのレーザー モデルの精度ははるかに高くなります。たとえば、効果的なレーザー カッターは平均精度 +/- 0.1 mm を達成できるため、操作のどの段階でも介入を最小限に抑えながら高精度を実現できます。つまり、必要に応じて、レーザー切断機を使用して高品質のコピーを迅速かつ確実に作成できます。
カットできる種類は多岐にわたります。
レーザーを使用して切断する機械は、非常に多用途です。プログラムを簡単に調整するだけで、使用する形状や材料を変更できます。このツールでは、木材、アクリル、紙、プラスチックなど、さまざまな材料を使用できます。さらに、さまざまなツールを頻繁に切り替えるのではなく、ボタンをクリックするだけで済みます。
スピード
レーザー切断サービスは、特に複雑な切断が必要な場合、従来の方法よりも高速です。さらに、標準的なプラズマ カッターや火炎カッターよりも、厚い材料をより速く切断できます。
オートメーション
この機械では、オペレーターの必要性が少ないことが主なセールスポイントの 1 つです。機械、製品の最終的な品質、切断種子を監視するには、熟練した機械オペレーターだけが必要です。プロセスの各レベルでのやり取りには、時間と費用が少なくて済みます。一部の機械は、給餌システムとそれに続くコンベアを備えているため、より迅速に作業できます。
優れたカット
レーザー切断では品質管理は不要です。他の機械と比較して、レーザー切断の品質はしばしば優れています。通常、余分な作業は必要なく、材料が壊れたり曲がったりする可能性も低くなります。これは、これらの機械の熱影響部が比較的狭いため、一貫して高品質の出力が得られるからです。
機械的ストレスの軽減
これらのカッターは非接触式であることが多いため、摩耗するまでの寿命が長くなります。つまり、通常の摩耗のために常に新しいツールを購入する必要がありません。節約できる時間と切断する材料の完全性は、大きなメリットです。
セットアップが簡単
レーザーカッターには高度な技術が採用されているため、システム障害を心配する必要はありません。この技術はユーザーフレンドリーで最先端のものであり、機器やソフトウェアの使用を開始するのは簡単です。このマシンがあれば、長時間待ったり行列に並んだりする必要がありません。
材料の洗浄に煩わされることはありません。
レーザー切断技術を使用すると、製造エリアは比較的きれいに保たれます。レーザーによって滑らかな切断が実現されるため、バリ取りや研磨などの後処理のステップが不要になります。最終製品は非常に高品質であるため、必要に応じてすぐに出荷できます。
生産途中での迅速な変更
必要に応じて、生産の途中で設計や仕様を調整できます。その後、ソフトウェアを変更すると、機械は新しいパラメータにすぐに適応できます。
レーザー切断の短所
レーザーカッターを購入するのは良い考えかもしれませんが、まずはメリットとデメリットを比較検討してください。以下に、メリットとデメリットを順番に挙げます。
高いエネルギー要件
より強力なレーザーを使用すると、機械のエネルギー要件が増加します。金属やその他の重い物質を切断するには、時間がかかり、コストもかかる可能性があります。
専門知識は不可欠です。
これらの機器を操作するのに必要な人数は少ないですが、訓練を受けた専門家のみが操作する必要があります。この機器を操作するために熟練した作業員を雇うのは、かなりの投資です。しかし、これらの専門家は、出力、材料の品質、精度などの要素を考慮して、機器を最大限に活用する方法を知っています。ただし、適切な人を雇うと、ストレスと作業が大幅に軽減される可能性があります。
初期費用
取得にかかるコスト レーザー切断に伴う主な欠点の 1 つは、開始時に必要な初期投資が高額であることです。初期コストは、他の種類のカッターに比べてかなり高額になる可能性があります。平均すると、これらのレーザーはプラズマやウォーター ジェットの 2 倍の費用がかかります。初期投資は高額に思えるかもしれませんが、運用コストが安く、効率が高いため、時間の経過とともに元が取れます。
金属の厚さの制限
この機械で厚板を切断するのは、他の切断および熱処理手順に比べて困難です。したがって、機械の切断能力は、使用する人のスキルと経験に完全に依存します。さらに、厚い材料を使用すると、機械の速度が大幅に低下する可能性があります。
危険なガス
機械の蒸気を吸い込むのは、時には危険な行為です。切断する物質によっては、有害な蒸気が発生する場合があり、適切な換気が必要になります。プラスチックを切断する場合は、煙を排出するための強力な換気システムを用意する必要があります。
適切なビジネスマシンを選ぶには？
高品質のレーザーカッターを購入する際に考慮すべき要素は次のとおりです。
力
カッターの切断力は、最初に考慮すべき事項の 1 つです。切断できる材料の量と材料の厚さは、どちらもカッターの出力に関係しており、出力を測定することで判断できます。機械の出力を知ることは、その機械が生産ニーズに適しているかどうかを判断するための優れた指標となります。
料金
最終的にどのレーザー カッターを購入するかを決める際には、経済的な制約も大きな役割を果たします。選択する前に、マシンの総額を検討してください。ニーズに合わせてマシンをカスタマイズできる企業もあります。
換気
高価なレーザー切断機の耐用年数を最大限に延ばすことは、誰にとっても最大の利益です。しかし、電流と可動部品の摩擦が組み合わさると、機械が過熱する可能性があります。機械に冷却システムが組み込まれているかどうか、または機械の過熱や故障を防ぐために高品質の冷却装置が必要かどうかを確認することが重要です。
品質
高品質の機械に投資すれば、均一で正確な材料切断が保証されます。しかし、この分野では偽造品が多く出回っており、合法的な作業が困難になるため問題となっています。これを避けるには、信頼できるブランドの製品のみを購入するようにしてください。
ソフトウェアの要件
多くのレーザー切断機には、多数のプログラムがバンドルされています。お客様と従業員にとって最も直感的なプログラムを選択してください。また、選択したプログラムに、単位の自動変換、一般的な建築資材のデータベースなど、機械に必要なすべての機能が搭載されていることを確認してください。
ベッドのサイズ
機械のベッドの最大サイズも重要な考慮事項です。この言葉は切断面の寸法を指します。ベッドが大きいほど、機械は厚い材料を簡単に切断できます。このため、レーザー切断機のベッドサイズを慎重に検査する必要があります。
床面積
新しい機械に投資する前に、工場または生産エリアの利用可能なスペースを確認します。機械の設置面積を理解することで、利用可能なスペースに収まるかどうかを判断できます。
アクセサリー
一部のレーザー カッターにはアドオンが用意されており、より正確なカットが可能です。ロータリー彫刻機などの一部のテクノロジーにより、球状のオブジェクトに複雑なデザインを簡単に作成できます。ハードウェア コンポーネントが豊富なものもあれば、ソフトウェアが豊富なものもあります。
メンテナンス
理想的な最高のカッターは、メンテナンスが不要なものです。ただし、どのマシンでも適切に動作するためには、メンテナンスが必ず必要です。そのため、購入する前に、必要な労力のレベルを理解するために、マニュアルを読むことをお勧めします。
結論
レーザー切断では、非常に狭い幅と非常に高いピーク強度を持つ垂直光線を使用します。この技術により、段ボールの試作品、ラスター化されたアートワーク、迅速な試作品の作成などが可能になります。レーザー光線は垂直方向の非常に狭い光の束で、ノズルの穴に入る前に一連のミラーで反射されます。レーザー切断ヘッドでは、特殊なレンズまたは曲面ミラーが光線を集束し、焦点スポットが完全に球形になり、エネルギー密度が一定でノズルの中心に配置されます。レーザーによる切断は、安定性、信頼性、精度に優れた手順です。
他の技術に比べて、きれいで正確なカットが可能、カット数が多い、処理時間が短い、オペレーターの負担が少ないなど、さまざまな利点があります。中心部の熱密度が非常に高いため、材料を素早く加熱、溶解、蒸発させることができます。容量性高さ制御システムを備えた CNC レーザー カッターは、切断プロセス中にノズルの先端と金属板の間の距離を一定に保ちます。レーザーを使用して切断すると、従来の方法に比べて時間、労力、費用を節約できます。モダンでシンプルな設計により、設置とメンテナンスの両方が容易になります。
大きなエネルギー消費、専門の人員、高額な初期費用などが欠点です。優れた切断、機械的ストレスの軽減、迅速なセットアップ、オンザフライ調整は、多くの利点のほんの一部です。欠点としては、セットアップ費用の高さ、特殊な機器、大量のエネルギー消費が挙げられます。レーザー切断には多額の先行投資が必要ですが、ランニングコストが低く、生産性が高いため、機器のコストはすぐに回収できます。高品質のレーザーカッターを探すときは、金属の厚さの制限、有毒ガスの排出、換気などについて考慮することが重要です。
高品質のレーザー カッターを購入する際は、電力、価格、換気などについて考慮することが重要です。高価なレーザー カッティング装置に投資する場合、考慮すべき最も重要な要素は、品質、ソフトウェア要件、ベッド サイズ、床面積、アクセサリ、メンテナンスです。信頼性は最も重要ですが、品質が悪いと法的手続きが妨げられる可能性があります。最高のソフトウェアは使いやすく、ユーザーが求める機能がすべて備わっています。ベッドの寸法がマシンの作業領域を超えることが重要です。
利用可能な面積を考慮することが重要です。よりきれいにカットするには、追加のアクセサリが必要です。継続的なメンテナンスが必要です。
ツーリングとCNCの絞り加工能力を最大化する
BE-CU 中華のへら 絞り 会社では、過度の摩耗やストレスの兆候を監視しながら、設備を最大限に活用しています。さらに、より新しい最新の設備を検討し、製造能力をサポートまたは向上できる設備に投資しています。当社のチームは機械やツールに細心の注意を払っているため、部品の品質と生産性に悪影響を与えないように定期的にメンテナンスも行っています。
BE-CUの設計とエンジニアリングサポート
BE-CUは、社内の設計およびエンジニアリングチームを活用して、部品生産の初期コンセプトからお客様を支援することができます（提供された設計に対して広範な設計サポートも提供可能です）。私たちのチームは、プロジェクトの開始から終了まで、お客様と定期的かつ透明なコミュニケーションを取りながら、望ましい最終目標に向かって作業を進め、明確な進行方向を提供します。
BE-CUの設計およびエンジニアリングサポートプロセスの一例：
- クライアントがBE-CUチームに部品図面を提供します。
- 当社のエンジニアリングチームが図面をレビューし、ベストプラクティスに基づいて調整を行います。お客様のニーズに応じて、成形または絞り部品を最も効果的に達成する方法を推奨します。
- 図面と設計は必要に応じて改訂され、完璧な形に仕上げられます。財務的な実行可能性も最優先事項として考慮されます。
- 主要な目標は、全ての部品の適合性、形状、機能性を実現することです。
- 研究開発は製造プロセスの重要なステップであり、BE-CUは概念実証や様々な検証要件のためにプロトタイピングサービスを提供しています。研究開発プロセスにおける金属成形については、当社のeBookをご覧ください。
BE-CUが提供する広範な社内サービス
この金属加工プロセスは、軸対称の高性能部品を製造します。スピン成形とも呼ばれ、材料を望ましい形状に切削するのではなく、金属ディスクまたはチューブを円錐形やその他の円形に変形させます。
へら絞りは、手動の手作業によるスピニングプロセスまたは自動CNCスピニングを使用します。BE-CUのへら絞り機能の利点には以下が含まれます：
- コスト削減
- 短いリードタイム
- 最大の設計柔軟性
- シームレスで高品質な構造
対応可能な金属には、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、銅、インコネル、ハステロイ、チタン、ブロンズ、真鍮が含まれます。BE-CUは、センター間60インチから直径100インチまでのカスタム金属絞り部品を製造でき、材料の厚さは0.018インチから2.00インチまで対応可能です。
当社の CNC へら 絞り サービスで迅速なプロトタイプの作成について、今すぐお問い合わせください。こちらでチャットして直接見積もりを取得するか、無料のプロジェクトレビューをリクエストしてください。
