金属を扱う場合、最も重要な作業の 1 つは切断です。工業用金属生産において最高の品質基準を達成するには、信頼性が高く強力なシステムが必要です。レーザー技術の発達により、金属切断は革命的に変化しました。従来の方法と比較すると、レーザー切断は比類のない精度と均一性を提供します。使用されてから約 20 年を経て、レーザー切断技術はかつてないほど多用途になっています。
製造施設に最適なレーザー切断機をどのように選択すればよいでしょうか? このブログ投稿では、まさにその質問に全力でお答えします。
レーザー切断とは何ですか?
レーザーによる切断は、光線を使用して超高熱のビームを作成し、それを加工物に向け、その経路にある材料を蒸発させる、効果的で正確な方法です。精密モーション システムの助けを借りれば、複雑で正確な形状を簡単に切断できます。レーザーは、医療や溶接など、さまざまな用途に使用されていますが、最も顕著かつ急速に普及しているのは金属切断会社です。
板金製造やジョブショップでは、レーザー切断がウォータージェット切断、プラズマ切断、パンチングを上回り、好まれるプロセスとなっています。その有効性と適応性により、業界標準のツールとなっています。
レーザー切断はどのように機能しますか?
「レーザー」という頭字語は、これらの装置が極めて集中した光線を生成し、大量の熱を発生させるプロセスを指します。この強力な熱によって光線の下にある物質が蒸発し、その物質を通してはっきりと見えるようになります。
レンズまたは曲面ミラーを使用して光線を集中させ、デバイスを機能させます。光線を小さな点に集中させることができるため、さまざまな材料を正確に切断、トリミング、エッチングできます。照射された光は局所的に強い熱を発生させるため、切断に最適です。さまざまな厚さの材料を切断するレーザーの能力と切断速度は、ワット数に比例します。
レーザーのレンズ、ノズル、および気化した材料の切断経路をクリーニングするために、レーザーは「切断ガス」と呼ばれる種類のガスを使用します。これらの補助ガスは、酸素、窒素、またはその両方の組み合わせであり、望ましい切断面の酸化を制御し、切断領域から材料を効率的に除去するために不可欠です。
レーザー切断機を選ぶ際に考慮すべき要素
適切なレーザー切断装置を選ぶことは、切断プロセスの生産性と品質に大きく影響するため、非常に重要です。選択肢が非常に多いため、決定する前に慎重に検討することが重要です。切断する材料の性質から、切断の望ましい速度と精度まで、各要素を考慮し、最も適切な機械を選択する必要があります。時間をかけてこれらすべての考慮事項を検討し、それらの関連性を徹底的に理解すれば、ニーズを満たすレーザー切断機械を自信を持って選択できます。
正確な仕様を満たすレーザー切断ツールを選択するには、記載されている基準を真剣に検討することが不可欠です。
レーザーの種類
レーザー切断機を購入する際には、さまざまなレーザー オプションと、ニーズに最適なオプションを知ることが重要です。レーザー切断に使用される一般的なレーザーの種類は次のとおりです。
ファイバーレーザー
「ファイバー」という言葉は、レーザーの形成方法ではなく、ビームの伝達方法のみを指しているため、ファイバー レーザーはレーザー ファミリーの最新かつ最も謎めいたメンバーとなっています。ファイバーは YAG または CO2 レーザー電源 (共振器) に変換できますが、ファイバーで使用される最も一般的な光源は固体ダイオードです。
これらのソリッド ステート共振器は、光ファイバーを介して切断ヘッドに送信される数百の高強度光点を生成します。その鍵となるのは「ソリッド ステート」電源の使用です。これにより、YAG および CO2 レーザー共振器で使用される LAS ガスが不要になり、チューブ、ミラー、ターボなどのクリーニングや交換などの定期的なメンテナンスも不要になります。
他のレーザー切断システムと比較すると、ファイバー レーザー伝送システムと組み合わせたソリッド ステート共振器は、最もコスト効率が高く、長持ちするオプションです。また、薄い材料でも優れた性能を発揮し、競合する共振器システムよりも最大 10 倍速く切断できます。焦点径が狭くなるのは、一般に波長が狭いためです。
ガスレーザー
ガス レーザー切断 (CO2 レーザー切断とも呼ばれる) では、切断に二酸化炭素混合レーザーが使用されます。このレーザーは、電気刺激によって二酸化炭素混合物内の光粒子 (イオン) を急速に分割することによって機能します。通常、この効果を生成するには、ガス電荷場内の 2 つの電極間の無線周波数 (RF) 反射メカニズムが使用されます。ベース スピーカーが互いに向けられると、光イオンが急速に分解して増加します。
しかし、これらのレーザーは、真鍮や銅などの反射率の高い材料を切断するために産業現場で広く使用されているにもかかわらず、切断には補助が必要です。
クリスタル/YAGレーザー
結晶レーザーカッター材料には、ネオジム添加イットリウムアルミニウムガーネット（nd：YAG）とネオジム添加イットリウムバナデート（nd：YVO）（ネオジム添加イットリウムオルトバナデート）があります。
これらは、大きな力を必要とする切断作業に使用されます。このレーザー システムは、共振器内で軽いイオンを生成し、その光を共振器の両端から継続的に反射します。光のごく一部が出力穴を通って回転します。金属と非金属はどちらも YAG レーザーの適切なターゲットです。
安全機能
レーザー カッターを選ぶ際には、安全機能が組み込まれたマシンを選ぶことが重要です。業界の安全基準を満たしていると認定された、センサー、緊急停止ボタン、その他のユーザー フレンドリーなコントロールを備えたマシンを選択してください。小さなアイテムや危険なアイテムを扱う場合は、安全機能を最優先にしてください。
メンテナンス
機械式カッター プロジェクトに最適なレーザー切断装置を決定する際には、メンテナンスなど、考慮すべき点が数多くあります。高品質のレーザー切断装置は、適切に手入れすれば、優れた長期投資となります。レーザー カッターを最高の状態に保ち、質の高い作業を行うには、定期的なメンテナンスが不可欠です。レーザー カッターの最高のパフォーマンスを維持するには、定期的なクリーニングと検査が必要です。
切断する材料を決定します。
切断する材料の種類と厚さ、および希望するレーザー切断速度によって、レーザー カッターに最適な電源が決まります。これが、目的に最適なレーザー システムを選択するための最初のステップです。
キロワット (KW) はレーザー切断パワーの標準的な測定単位であるため、レーザー切断装置の出力を高めると、切断速度と容量の両方にプラスの影響を与えることができます。出力を高めると、アルミニウムなど、厚さを問わず切断が難しいことで知られる材料の切断品質と切断しやすさが大幅に向上します。
レーザー切断機のコスト
最終的に購入して使用するレーザー カッターを決定する最も重要な要素の 1 つは予算です。投資収益率 (ROI) は、多くの消費者にとって、レーザー切断装置を購入するかどうかを決定する際の重要な要素です。
たとえば、強力なレーザー機器への投資は、新興企業や中小企業にとっては高額すぎる場合があります。購入する前に、各機器の総所有コストを計算するのが最善です。
最も安価なレーザーカッターは、通常、初めて購入する顧客を引き付けるために、出力が低く、切断サイズが小さくなっています。高さも同様です。予算を考慮する必要がありますが、機械の品質と性能を優先する必要があります。
ソフトウェアシステムのタイプ
機械の反復速度がかつてないほど加速している今日の世界では、生産効率の向上の追求が機械メーカー間の競争の中心となっています。これは、ソフトウェアとハードウェア システム間の相互作用に継続的な注意と改善が必要であることを明確に示しています。
メーカーは共通のソフトウェア スイートを使用することがよくあります。それでも、購入する前に、そのソフトウェアが新しいレーザー カッターやショップのその他の機器と互換性があることを確認することが重要です。
マシンのハードウェア要件とソフトウェア要件が異なるとします。その場合、マシンをデバッグして別のマシンで使用できるように変換するには、使用するたびに多大な労力とリソースが必要になります。
スピードを考慮する
金属加工に依存する分野では、速度が最も重要です。レーザー切断機は、切断時間が短いため好まれています。作業を完了するための速度と効率性があることは、大きな利点です。このため、レーザー切断機の購入を検討している場合は、切断速度の能力を確認することが重要です。
完了する必要のある作業と、機器を使用するのにどのくらいの時間がかかるかを考えてください。機器の速度を考慮すると、知識に基づいた決定を下し、金属切断に迅速かつ効率的に機能する機械を選択できます。
レーザーカッターのあらゆる側面について考える
考慮すべき初期コストと、レーザー共振器の出力があります。レーザー共振器の出力によって、どの程度の切断が可能かが決まります。レーザー切断したい部品の最大サイズと、使用できる材料の最大サイズを考慮するのが最善です。
これらの要素に加えて、ダウンプロセス生産も考慮する必要があります。結局のところ、プレスブレーキと溶接ステーションの前に部品が山積みになっている間にレーザーを週に 1 回実行しても意味がありません。
レーザー切断機のパワー
あなたの業務はこの機械を購入する価値があるでしょうか、そして出力の面であなたのニーズを満たすでしょうか? 切断の深さと速度はレーザーの出力に正比例します。適切な出力の機械を選択してください。
削減できる作業量は、マシンの出力によって異なります。たとえば、レーザー カッターを紙や段ボールの切断のみに使用する場合、25 ワットのレーザー ソースで十分ですが、銅やアルミニウムなどの反射率が高く導電性の高い金属の場合は、6 kW のレーザー ビームが必要になる場合があります。一定時間内に切断するメートル数が多いほど、マシンのパワーも高くなります。
新品と中古のレーザーカッターの選択肢を絞り込む
新品と中古のレーザー切断システムのどちらを購入するか決める場合は、最終決定を下す前に各ブランドの詳細なレビューを読むことが重要です。時間をかけてさまざまなブランドを調査し、スペアパーツやメンテナンス オプションの入手しやすさを評価してください。手頃な価格のマシンを見つけることは、方程式の一部にすぎません。メーカーの品質とカスタマー サービスの評判を考慮することが重要です。
徹底的な調査と顧客のコメントの調査を行うことで、さまざまなレーザー切断システムの評判とパフォーマンスについて多くのことを学ぶことができます。そうすることで、予算内で切断作業に必要なサービスと信頼性を提供するマシンを選択できるようになります。
切削材料のサイズと硬度
必要なレーザー カッターの種類は、切断する材料とその硬さによって異なります。レーザー切断に関しては、すべての機械が同じように作られているわけではありません。導電性および反射性の材料を切断するには、優れたファイバー レーザー カッターを選択してください。シートが硬ければ硬いほど、切断する材料が厚くなり、切断に必要な力も大きくなります。たとえば、厚さ 2 mm 以上の鋼を切断するには、少なくとも 500 ワットの電力が必要です。
アフターサービスとブランド保証
レーザー機器を購入する場所を調べる際には、いくつかの点に留意することが重要です。最初のステップは、確かな実績、優れた顧客サービス、そして主張を裏付ける手段を備えたプロバイダーを選択することです。もちろん、製造元の保証は生産効率を確保するための前提条件です。機械の信頼性の高い動作は、定期的なメンテナンスにかかっています。標準の保証期間は 1 年です。ただし、より高価なモデルには延長保証が付属している場合があります。
また、購入する前に、保証条件や追加サービスが含まれているかどうかを確認してください。機械の修理が保証できない場合は、より長い保証期間やセールビジネスを検討する必要があります。
ワークスペースで動作するかどうかを確認してください。
関心のあるレーザー切断機のサイズと重量が現在の作業スペースに収まるかどうかを検討してください。移動や他の作業の実行が困難になるような扱いにくい機械は選択しないでください。作業場が 1 階から離れた場所にある場合は、機械が作業モードのときに床がどの程度の重量に耐えられるかも考慮する必要があります。
結論
レーザー切断は、金属を切断するための非常に効果的で正確な方法であり、その汎用性は従来の方法を超えています。これは、板金製造やジョブショップで使用できる、汎用的で効率的なプロセスです。レーザーは、集中した光線を生成し、その下にある材料を蒸発させる強力な熱を発生させ、さまざまな材料の正確な切断、トリム、エッチングを可能にします。さまざまな厚さの材料を切断するレーザーの能力と、それを実行できる速度は、そのワット数に比例します。
適切なレーザー切断機を選択する際には、切断プロセスの生産性と品質に影響を与える要因を考慮することが重要です。一般的に使用されるレーザーの種類には、ファイバー レーザー、ガス レーザー、結晶/YAG レーザー、安全機能、メンテナンス、切断する材料などがあります。ファイバー レーザーは固体ダイオードを使用して数百の高強度光点を生成し、光ファイバーを介して切断ヘッドに送信します。一方、ガス レーザーは二酸化炭素混合レーザーを使用して切断を行います。
レーザー カッターを選ぶ際には、業界の安全基準を満たすことが認定されたセンサー、緊急停止ボタン、使いやすいコントロールなどの安全機能が不可欠です。レーザー カッターを最高の状態に保ち、高品質の作業を行うには、メンテナンスが不可欠です。切断する材料の種類と厚さ、および希望するレーザー切断速度によって、レーザー カッターに最適な電源が決まります。レーザー切断装置の出力を上げると、切断速度と容量にプラスの影響を与えるだけでなく、アルミニウムなど、厚さを問わず切断が難しいことで知られる材料の切断品質と切断しやすさが向上します。
レーザー切断機のコストも、考慮すべき重要な要素です。投資収益率 (ROI) は、多くの消費者にとって、レーザー切断装置を購入するかどうかを決める際の重要な要素です。購入前に各機械の総所有コストを計算することは、製造施設に最適なレーザー切断機を決定するために不可欠です。最も安価なレーザー カッターは、通常、初めて購入する顧客を引き付けるために、出力が低く、切断サイズが小さくなっています。ただし、機械の品質とパフォーマンスを優先する必要があります。
今日の急速に変化する世界では、ソフトウェア システムの種類は、継続的な注意と改善を必要とするため、非常に重要です。購入する前に、ソフトウェアが新しいレーザー カッターやショップのその他の機器と互換性があることを確認することが重要です。
金属加工に依存する分野では速度が最も重要であり、レーザー切断機は切断時間が短いため好まれます。レーザー切断機の切断速度能力を確認することは非常に重要です。初期費用、レーザー共振器の出力、ダウンプロセス生産を考慮してください。
レーザー切断機のパワーは、切断の深さと速度に正比例します。削減できる作業量は機械のパワー出力によって異なるため、適切なパワーの機械を選択してください。たとえば、紙や段ボール用のレーザー カッターには 25 ワットのレーザー ソースが必要ですが、銅やアルミニウムなどの反射率が高く導電性の高い金属には 6 kW のパワーのレーザー ビームが必要です。
新品と中古のレーザー切断システムから選択する場合は、各ブランドの詳細なレビューを読み、さまざまなブランドを調査する時間を取り、スペアパーツやメンテナンス オプションの入手しやすさを評価し、メーカーの品質とカスタマー サービスの評判を考慮してください。導電性および反射性の材料を切断するには、シートが硬いほど切断により多くの力が必要になるため、適切なファイバー レーザー カッターを選択してください。
アフターサービスとブランド保証は、生産効率を確保する上で不可欠です。メーカー保証は生産効率を確保するための前提条件であり、標準保証期間は 1 年です。保証の条件と条件、および追加サービスが含まれる場合があります。
レーザー切断機のサイズと重量を確認することも重要です。移動やその他の作業が困難になるような扱いにくい機械を選ばないようにし、機械が作業モードになっているときの床の重量を考慮してください。
ツーリングとCNCの絞り加工能力を最大化する
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