信頼性の高い製造サービスに関して言えば、レーザー切断に匹敵する方法はありません。金属、プラスチック、ガラス、木材、その他の材料を複雑なパターンで切断するのは、この最先端技術の領域です。レーザー切断は、材料を溶解、彫刻、燃焼、蒸発させるなどの他の技術よりも優れています。
この方法では、高集光レーザー ビームを使用して、材料ブロックを希望の寸法と構成に正確に切断します。多くの分野で、この高温加工プロセスは現在不可欠であると考えられています。舞台裏をちょっと覗いて、レーザー切断に関する興味深い情報を学びましょう。
レーザー切断とは何ですか?
レーザー切断加工プロセスでは、高出力の集中レーザー光線を利用して材料を蒸発させ、希望の形状に彫刻します。CNC (コンピュータ数値制御) レーザー切断機は、コンピュータ ソフトウェアで構成された誘導システムを使用して、切断する材料にレーザー光線を集中させ、向けます。
金属、木材、プラスチック、布地、その他の素材はすべて、レーザー切断と呼ばれる製造工程でレーザーの精度で切断または彫刻することでメリットを得ることができます。レーザー光線を素材に集中させて素材を溶かしたり、燃やしたり、蒸発させたりすることで、正確できれいな切断が実現します。レーザー切断は従来の切断方法に比べて多くの利点があるため、多くの業界で広く使用されています。
レーザー切断の主な利点
レーザー切断は、製品の寿命全体にわたって多くの利点があるため、製造業で広く使用されています。以下のリストには、世界中の企業で使用されているレーザー切断機を支持する最も説得力のある論拠がいくつか含まれています。
材料の適合性
レーザーカッターの優れた汎用性により、木材、布地、鋼鉄、アクリル、紙、プラスチック、ニッケル、チタン、アルミニウムなどを切断できます。 用途が幅広いため、特定の材料専用の機械は必要ありません。
これにより、プロジェクトのさまざまな部分間の切り替えが簡単かつスムーズになります。この適応性により、多くの切断ツールに投資する必要がなくなり、時間と費用の両方を節約できます。レーザー カッターは、金属や木材など、さまざまな材料を切断できる非常に柔軟性の高い機器です。
精度と正確さ
驚くべきことに、レーザー切断装置は、強力なレーザー光線を直径 0.001 ミリメートルの表面領域に集中させることができます。小さな領域にピンポイントの精度で焦点を絞ることができるため、比類のない品質の切断が可能になります。
レーザー カッターは、切断した材料に高品質の表面仕上げを施すだけでなく、正確で精密な切断を保証します。レーザー ビームの焦点を正確に調整できるため、レーザー切断機は、さまざまな材料にきれいで精密な切断と完璧な表面仕上げを施す方法として好まれることがよくあります。
比較的コスト効率が良い
レーザー切断機は他の切断方法よりも高価かもしれませんが、長期的にはコストを節約する方法がいくつかあります。ただし、非接触プロセスであるため、切断される材料への損傷は大幅に軽減されます。
さらに、技術者が遠隔操作するため維持費も低く、人為的ミスの可能性も減ります。最後に、レーザー切断はミクロン単位の精度で有名です。このような精度により、廃棄される原材料はほとんどなくなります。
迅速な対応
複雑で洗練された部品を優れた精度と一貫性で作成する場合、CNC レーザー切断機は大きな利点を提供します。厳しい許容範囲で複雑なデザインを確実に再現することで、これらの機械は製造のあらゆる段階で品質を保証します。さらに、非常に高品質のカットとエッジを作成できるため、通常は追加の処理、クリーニング、仕上げは必要ありません。
この改善により、生産時間が大幅に短縮され、全体的なターンアラウンドタイムが長くなるため、納品が迅速化され、生産量が増加します。コンピュータ数値制御 (CNC) レーザー切断機の助けにより、複雑な部品を低コストで短時間に正確な仕様で製造することが可能になりました。
レーザー切断機のユニークな点
レーザー切断のプロセスは複雑で興味深いものですが、次の興味深い事実により、レーザー切断の背後にある技術はさらに魅力的になります。
レーザー切断は半世紀以上前に始まりました。
レーザーを使って切断するというのは最先端のサービスのように聞こえるが、この技術はほぼ 50 年前から存在していた。最初のレーザー切断機は 1960 年代半ばにウェスタン・エレクトリック・エンジニアリング・リサーチ・センターの科学者によって開発され、技術者たちはそれを使ってダイヤモンドを切断した。
レーザー切断サービスは現在では最先端の技術のように見えますが、この技術は 50 年以上前から使用されています。ウェスタン エレクトリック エンジニアリング リサーチ センターの科学者は 1960 年頃に最初のレーザー切断機を開発し、技術者はそれを使用してダイヤモンドを切断しました。
0.001 インチの深さまで焦点を合わせることができます。
本来の性能の点では、レーザー切断には、他の技術に比べて表面仕上げと切断精度が優れているという利点もあります。レーザー切断機の強力なレーザー ビームは、直径 0.001 mm の表面領域に集中できます。レーザーの精度により、狭いスペースでもピンポイントで狙いを定めることができます。強力なレーザー ビームにより、製造品の正確な切断と滑らかな仕上げが可能になります。
最強のレーザーが水素爆弾を切断
レーザーがレーザー光の形で 1 秒あたりに放出するエネルギーは、その出力に正比例し、ワットで表されます。レーザー出力の測定単位の元の名前「ジレット」は、レーザー光線で切断できるカミソリの刃の数に由来しています。
一方、レーザーの強度は、レーザーのパワーを照射領域で割ることで算出されます。この測定基準は、特定の領域におけるエネルギー密度のレベルを判断するのに役立ちます。現代のレーザー技術の並外れたパワーと精度を証明するために、最も強力なレーザー ビームは、現在、水素爆弾の強力な抵抗を貫通することができます。
一部のレーザー切断機は溶接を実行できます。
レーザー切断機にはさまざまな種類があり、溶接機能を備えたものもあります。溶接機能は CO2 および Nd:YAG レーザー切断機では標準ですが、Nd マシンでは標準ではありません。一方、Nd:YAG レーザー切断機は溶接用に設計されていません。
この欠点にもかかわらず、レーザー切断機は、繰り返しの必要性が低い、またはまったくない状況で威力を発揮します。レーザー切断機は、そのユニークな特性により、溶接を必要とせずにきれいな切断が求められる用途に最適です。レーザー切断機は、製造業界におけるさまざまな溶接および非溶接切断の要件を満たす多目的なオプションを提供します。
レーザー切断は 25,000 を超えるアプリケーションをサポートします。
インダストリー 4.0 が近づくにつれ、レーザー切断技術は何百ものタスクの完了に使用されています。25,000 を超える高出力レーザー切断アプリケーションが、企業が単発プロジェクトを完了するために使用されています。企業はレーザー マシンを使用して、木材や布地から紙や金属まで、さまざまな材料を切断できます。
製造プロセスの効率を向上させるために、メルボルン、ブリスベン、その他の地域の多くの企業が現在、専門的なレーザー切断サービスを提供しています。
レーザーカッターは環境に安全です
レーザー切断は、従来の製造方法よりも安全で環境に優しい方法です。レーザー切断技術の精度により、材料の無駄が少なくなり、有害ガスの放出も少なくなります。これらはすべて、密閉された換気しやすいインタラクション チャンバー内で行われます。その結果、この製造方法は環境に非常に優しいものとなります。
レーザーカッターは単一の光線のみを使用するため、他の製造方法に比べて危険性が大幅に低くなります。さらに、切断される金属とカッターが直接接触することはありません。作業者は安全な距離から機械を操作できるため、工具の干渉や人身事故の可能性が減ります。
かなりの電力が必要
レーザー切断に大量のエネルギーが消費されることは驚くことではありません。Wikipedia によると、市販のレーザー切断装置の効率は 5% から 45% としか評価されていません。ただし、レーザー切断に使用されるエネルギー量は、機械の種類と選択した出力設定によって異なります。一方、レーザー切断は、他の切断方法に比べて非常に多くのエネルギーを消費します。
レーザーの強度によって切断の厚さが決まります。
厚い材料を切断するには、より強いレーザー強度も必要です。低出力のレーザーで薄いシートを切断することは可能ですが、金属棒は無理です。レーザー出力の標準的な測定単位はキロワット秒です。出力は、1 秒あたりにレーザー光として放出されるエネルギーで測定されます。
レーザーの強度は、その出力を照射する総表面積で割ることで計算できます。たとえば、ビーム径が 0.1 mm の 1 ワットのレーザー ビームの強度は、1 mm2 あたり約 125,000 ワットです。
特定の機械はガスを使用します。
レーザー切断機にはさまざまな形式がありますが、きれいな切断を行うためにガスを使用するメルト アンド ブロー方式の機械が際立っています。この方法では、材料ブロックがレーザー ビームで加熱され、加圧ガスによって切断作業が促進されます。この切断方法を使用すると、さまざまな材料でより滑らかな加工を行うことができるなど、多くの利点があります。
メルト アンド ブロー技術は、チタン、ステンレス鋼、アルミニウムなどの硬質および軟質金属ブロックに正確な穴を開けるのに適しています。メルト アンド ブロー マシンは、ガス技術とレーザー技術の利点を組み合わせることで、金属に正確な切断を行うのに信頼性があります。
レーザー切断には大きな市場があります。
精密部品の効率的な大量生産のニーズが高まっています。さらに、レーザー切断は大量生産のスピードと効率性から、製造業にとって当然の選択肢です。世界中の産業界では、高まる生産需要を満たすためにレーザー切断機への注目が高まっています。
- 航空宇宙
- 自動車
- 農業
- 工事
- 医学
- 軍隊
- 家電
レーザー切断機の世界市場は、2016 年から 2022 年にかけて 10% 近くの CAGR で拡大しており、57 億ドルに達すると予測されています。インド、中国、日本の経済により、アジア太平洋地域はレーザー切断機の世界最大の市場となっています。
レーザー切断機市場の成長は、より効率的な製造プロセスの必要性と、一貫して高品質の最終製品に対する期待に起因しています。
品質はレーザーレンズの焦点距離によって決まります。
短焦点レンズでは、被写界深度と焦点サイズが小さくなります。これにより、特に薄い金属板を扱う場合に、切断時間を短縮すると同時に切断品質を向上させることができます。
しかし、焦点距離が短いと、ビーム幅が大きくなりすぎて、厚い材料では、切断の底部で溶融材料がシートから出てくるときにその溶融材料を維持することができず、エッジが先細りになりすぎてしまいます。
したがって、厚い材料の場合は、レーザーの強度と切断速度を維持しながら最適な焦点深度を実現するために、より長い焦点距離が使用されます。
その他の金属には窒素、軟鋼の切断には酸素
窒素切断と比較すると、酸素切断はより経済的な選択肢であると見なされることが多いです。これは特に軟鋼を扱う場合に当てはまります。軟鋼は、酸素を多く含む雰囲気での鉄の発熱反応により、低圧で酸素を消費します。切断中に発生する発熱反応は、酸素によって促進されます。
しかし、窒素は他のほとんどの金属を切断するための補助ガスとしてよく使用されます。高圧窒素補助ガスは溶融金属を切断経路から吹き飛ばし、レーザービームは経路にある材料を溶かします。
結論
レーザー切断は、金属、プラスチック、ガラス、木材などの材料を正確かつきれいに切断できる最先端の技術です。これは、高集光レーザー光線を使用して目的の形状を彫刻するため、材料を溶解、彫刻、燃焼、蒸発させるなどの他の技術よりも優れています。レーザー切断機は柔軟性が高く、さまざまな材料を切断できるため、きれいで正確な切断と完璧な表面仕上げを実現するための人気のある選択肢となっています。
レーザー切断機は非接触式なので、切断する材料へのダメージが少なく、維持費も抑えられるため、比較的コスト効率に優れています。また、ミクロン単位の精度で切断できることでも知られており、廃棄される原材料がほとんどありません。
レーザー切断機はほぼ 50 年間使用されてきました。最初のレーザー切断機は 1960 年代半ばにウェスタン エレクトリック エンジニアリング リサーチ センターの科学者によって開発されました。この機械は 0.001 インチの深さに焦点を合わせることができ、他の技術に比べて優れた表面仕上げと切断精度を実現します。最も強力なレーザーは水素爆弾を貫通することができ、現代のレーザー技術の並外れたパワーと精度を実証しています。
レーザー切断機は溶接を実行できますが、CO2 および Nd: YAG レーザー切断機では一部が標準ですが、Nd 機では標準ではありません。ただし、溶接を必要とせずにきれいな切断を行うには最適であるため、製造業における溶接および非溶接切断の要件に最適です。
インダストリー 4.0 が近づくにつれ、レーザー切断技術は何百ものタスクを完了するために使用され、25,000 を超える高出力レーザー切断アプリケーションが、企業が単発プロジェクトを完了するために使用されています。レーザー切断は、材料の無駄を減らし、密閉された換気しやすい相互作用チャンバー内での有害ガスの放出が少ないため、従来の製造方法に比べて安全で環境に優しい代替手段でもあります。レーザーカッターは、単一の光線と金属とカッターの直接接触がないため、他の製造方法よりも危険性が低くなっています。ただし、レーザー切断には大量の電力が必要であり、市販の機器の効率は 5% ～ 45% と評価されています。レーザーの強度によって切断厚さが決まり、ビーム径が 0.1 mm の 1 ワットのレーザービームは、1 mm2 あたり約 125,000 ワットになります。
メルトアンドブローマシンは、ガスとレーザー技術の利点を組み合わせて、ガスを使用してきれいな切断を行います。レーザー切断機の世界市場は、2016年から2022年にかけて約10％のCAGRで拡大しており、インド、中国、日本の経済により、アジア太平洋地域が最大の市場となっています。
品質はレーザー レンズの焦点距離によって決まります。焦点距離が短いほど切断時間が短縮され、薄い金属板の品質が向上します。軟鋼の場合は酸素切断の方が経済的ですが、他のほとんどの金属の場合は窒素が補助ガスとして使用されます。全体として、レーザー切断は精密部品の効率的な大量生産によく使用され、2022 年までに 57 億ドルに達すると予想されています。
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。
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