English
Deutsch
Français
Español
アルミニウムは、製造業で最も普及している材料の 1 つです。その製造は極めて価値があります。しかし、この材料は固体であり、切断は面倒な場合があります。旧式の切断方法で製造すると、精度に影響します。そのため、製造業者は精度を高めるためにアルミニウムのレーザー切断を好みます。
しかし、このレーザー切断方法はアルミニウムには適していないと考える人が多くいます。唯一の理由は、この材料の熱伝導性と反射率の特性です。レーザー切断方法はアルミニウムの切断に効果的ですか? この質問に関しては多くの混乱があります。この記事では、それらの誤解をすべて打ち破ります。それでは、始めましょう!
アルミニウムのレーザー切断の概要
レーザー切断は、非常に集中したレーザービームを使用する高度な技術です。レーザーヘッドは、アルミニウム材料にビームを向けます。このレーザービームはエネルギーが高いため、材料を金属化して蒸発させます。このようにして、アルミニウムの切断と成形が行われます。
従来の切断方法は非効率的で、速度と精度が犠牲になりました。しかし、これらのレーザー切断方法はより高度です。専用のレーザー ビームを使用して材料を溶かして蒸発させます。興味深いことに、これらのマシンには CNC システムも搭載されており、精度が向上しています。
アルミニウムは耐腐食性があり、強度が高く、コストが低い材料です。メーカーは、さまざまな部品の製造に理想的であると考えています。しかし、アルミニウムの切断は、思っているほど簡単ではありません。反射率が高いため、大きな欠点があります。しかし、これらの高出力で集中した焦点を絞ったレーザー ビームは、この材料を切断するのに十分です。
最新のレーザー切断機には CNC システムが搭載されています。コンピューター化されたシステムがヘッドの動きを制御します。オペレーターは、必要な形状の設計を作成します。この設計はコード化された指示に変更され、コンピューターに送られます。このコンピューターは、このコード化された指示を使用して、ヘッドの動きを制御します。
その結果、レーザー ビームは非常に集中したままになります。そのため、材料の特定の部分のみが切断され、アルミニウム材料全体に影響を与えることはありません。さらに、このアルミニウムのレーザー切断は高速で信頼性があります。CNC レーザー マシンを使用したこのアルミニウム加工では、100% 正確な出力が得られます。
アルミニウムをレーザーカットするには？
先ほど、このレーザーカッター技術の重要な部分について説明しました。しかし、レーザーカットはどのように機能するのでしょうか？具体的にはどのような手順が必要なのでしょうか？このトピックは非常に複雑なため、これらの質問は最も理解されていないものです。しかし、心配しないでください。これらのカッターとその仕組みについて、簡単な手順ですべて説明します。
1- 設計の準備
すべての CNC マシンの操作は、設計の作成から始まります。これらの CNC ベースのレーザー切断機も例外ではありません。したがって、まず最初に、アルミニウムから必要な形状を設計する必要があります。特定の設計を作成するには、さまざまなソフトウェアを使用できます。
ただし、オペレーターはこのステップで CAD ソフトウェアを使用します。なぜでしょうか？使いやすく、非常に正確な設計を作成するのに役立つためです。どのソフトウェアを使用するべきかについての厳格なルールはないことを忘れないでください。それは完全にあなたの専門知識次第です。さらに、設計に躊躇している場合は、CAD の専門モデル設計者を雇うことを検討してください。
2- プログラムされた指示の作成
CAD で作成された設計は、コード化された指示に変換されます。覚えておいてください、コンピューター化されたシステムはこれらの指示しか理解できません。CAM ソフトウェアは、設計をコード化された指示に変換するときに便利です。プログラムされた指示が準備できたら、オペレーターはそれをコンピューターに入力します。
CNC レーザー マシンには専用のコンピューター化された画面が付属しています。ここで、オペレーターはこれらのマシンに関連するすべてのものを制御します。指示もこの画面に表示されます。CNC システムは、与えられた指示に従ってレーザー ヘッドの動きを制御します。
3- 作業台に材料を取り付ける
すべての CNC レーザー切断機には作業台が付属しています。ここで材料を固定します。私たちの場合、この作業台にはアルミニウムを使用します。この材料を固定することは不可欠です。なぜでしょうか? 作業中にアルミニウムを安定させるのに役立つためです。不安定だと、レーザーの動作中に動いてしまいます。
4- マシン パラメータの設定
先ほど述べたように、レーザー切断機には専用の画面があります。オペレーターはこの画面に特定のパラメータを入力する必要があります。例を挙げて説明しましょう。アルミニウム シートにはさまざまな厚さがあります。薄いシートは簡単に切断でき、その逆も同様です。薄いシートを扱う場合、オペレーターはレーザーの強度を低く抑える必要があります。
逆に、厚いシートには、より強力で高出力のレーザー ビームが必要です。送り速度と切断ヘッドも適切に調整されます。送り速度とは、レーザー ヘッドが材料上で移動する速度です。切断ヘッドを調整することで、ヘッドがレーザー ビームを放射する適切な角度が確保されます。
5- 材料の切断と仕上げ
すべてのパラメーターが設定されると、オペレーターはマシンの電源を入れます。コンピューター化されたシステムが指示を読み取ります。その結果、レーザー マシンのヘッドがそれに応じて動きます。レーザー マシンのヘッドがレーザー ビームの方向を指示することを忘れないでください。CNC システムにより、このヘッドの動きは指示どおりに正確です。
したがって、レーザーはユーザーが望むポイントで材料上を進みます。その結果、これらのビームはアルミニウムを正確に切断します。アルミニウムは反射率が高く、放熱性も高いことに注意してください。ただし、レーザーマシンの CNC システムにより、アルミニウムの反射率が精度に影響を与えないことが保証されます。
HAZ (熱影響部) について考えていますか? 気に入らないかもしれませんが、アルミニウムのレーザー切断では HAZ が発生します。ご存知のように、レーザービームは強力な熱で構成されています。アルミニウムはレーザーが当たると熱を放散します。そのため、熱は特定の領域に集中せず、より多くの領域に広がります。
その結果、高い放散の影響を受ける領域が増えます。これにより、この材料の機械的強度が低下します。HAZ のため、メーカーは切断部分に追加の仕上げプロセスを施します。なぜでしょうか? このプロセスにより、アルミニウム材料のエッジと表面が滑らかになります。ただし、仕上げプロセスには余分なコストがかかるため、欠点となる可能性があります。
簡単なハイライト: レーザーを使用すると、100% 正確な切断が得られます。精度が必要ですか? はいの場合は、高い HAZ で妥協する必要があります。レーザーマシンを使用することは、一種のトレードオフです。優れた切断精度が得られますが、全体的なコストは比較的高くなります。
アルミニウムの切断に使用されるレーザービームの種類
アルミニウムの切断プロセスを説明する際、この情報は意図的に省略しました。なぜでしょうか? レーザービームの選択についてより詳しく説明したかったからです。アルミニウムの製造では、2 種類のレーザービームが一般的に使用されていることを覚えておいてください。次のとおりです:
- CO₂ レーザー
- ファイバーレーザー
ただし、ファイバーレーザーはアルミニウムの切断プロセスで非常に重要な役割を果たします。その使用の背後にあるロジックを説明しましょう。ご存知のように、アルミニウムは反射率が高いです。そのため、表面に当たるレーザービームをより多く反射しますよね? ただし、これらのファイバーレーザーの波長は非常に短いです。
アルミニウム素材は、波長が短いため、これらのレーザーのほとんどをすぐに吸収します。そのため、ビームの反射は最小限です。逆に、CO₂ レーザーの波長は約 10.6 µm と長いです。このような長い波長のレーザービームの吸収は面倒です。そのため、アルミニウムはこれらのビームのほとんどを反射します。そのため、アルミニウムの切断にはファイバーレーザービームが使用されます。
アルミニウムのレーザー切断における課題
レーザーマシンでアルミニウムを切断することは可能です。しかし、この切断は思ったほどスムーズではありません。なぜでしょうか? アルミニウム素材には、レーザー切断に不利な明確な特性があるためです。以下のセクションでは、アルミニウムの特性について説明します。
これらの特性により、レーザー切断は困難になりますが、不可能ではありません。メーカーは、より高いスケールでレーザーを使用してアルミニウムを切断および成形します。
1- 高い反射率
この記事でこれを何回言いましたか? 長い間準備ができている場合は、暗記しています。アルミニウムは高い反射率を持っています。つまり、アルミニウムの表面に当たったレーザーまたは光線は跳ね返ります。レーザーのこの反射は、マシンの動作にも影響を与える可能性がある場合はひどいものです。
解決策: メーカーは、短波長のレーザービームを使用してアルミニウムを切断します。これらのビームは吸収されやすく、アルミニウムはこれらの光線のほとんどを反射しません。これにより、アルミニウムの高い反射率の問題はある程度解決されます。
2- 強度と厚さ
アルミニウムは弱い材料ではありません。その代わりに、アルミニウムは非常に強く、シートの厚さはさまざまです。薄いアルミニウムシートはレーザー切断中に問題を引き起こしません。ただし、一部のアルミニウムシートは非常に厚く、そのようなシートを切断するのは難しい場合があります。
ただし、製造には高出力レーザーマシンが使用され、材料に高エネルギービームを放射します。このような強力なレーザー光線は、厚い材料を簡単に切断します。厚さに応じて毎回レーザー出力を調整する必要があることに注意してください。薄いアルミニウムシートには、より少ないエネルギーのレーザービームが必要になり、その逆も同様です。
3- 熱放散
これは、アルミニウムをレーザー切断する際にメーカーが直面する最大の課題の1つです。「熱影響部」について聞いたことがありますか？ターゲット位置以外のこれらの領域は、レーザーの影響により弱くなります。アルミニウムの特性がどのように問題を引き起こすかを説明しましょう。アルミニウムは熱伝導率が高いです。
したがって、アルミニウムはレーザービームが表面に当たるとすべての熱を放散します。簡単に言えば、レーザーの熱は特定の場所に集中したままではありません。その結果、アルミニウム材料のより多くの領域が熱の影響を受けます。そのため、材料を弱める HAZ が見られる傾向があります。アルミニウムのこの高い熱伝導率に対する解決策はありますか?
はい、最新の CNC レーザー マシンは、この問題に非常にうまく対処できます。コンピューター化されたシステムがレーザー ビームの照射を制御します。さらに、これらのビームは強力で、集中しており、焦点が絞られています。その結果、より多くの材料ではなく、非常にターゲットを絞った領域にのみ影響します。このマシンは HAZ を減らしますが、これは 100% HAZ 耐性のソリューションではありません。
簡単なハイライト: これらのレーザーでアルミニウムを切断すると、エッジが粗くなることがあります。これは、アルミニウムの放熱の問題によるものです。このような部品には、追加の仕上げプロセスが行われます。このプロセスにより、粗い表面が除去され、滑らかさが確保されます。ただし、アルミニウムの切断には余分なコストがかかります。
CNC レーザーによるアルミニウムの切断の利点
これらのレーザー切断プロセスの核心を理解していますか? アルミニウムのレーザー切断はあまり効率的ではないと言うかもしれません。アルミニウムはいくつかの制限があるため、このレーザー切断をサポートしていません。そう思いますか? もしそうなら、それは間違いです。CNC レーザー マシンはアルミニウム製造の優れた方法です。
私がこの切断方法をサポートする理由は次のとおりです:
- CNC レーザー マシンは、アルミニウム材料を切断する際に 100% の精度を提供します。
- これらのマシンは、あらゆるサイズと厚さのアルミニウムを切断できます。レーザーの出力を増減できます
- レーザー切断方法はスムーズで迅速です。必要な部品を非常に迅速かつ正確に取得できます。
- CNC ベースのレーザー マシンは、切断中に無駄を一切生成しません。必要な部品を正確に切断します。
したがって、欠点はほとんどなく、利点は多様です。製造業者は、アルミニウム材料の潜在的な制限に簡単に対処できます。そのため、レーザー切断の使用が増加しています。小規模から確立された企業まで、これらの方法をアルミニウムの製造に使用しています。
よくある質問
レーザーでアルミニウムを切断できますか?
はい、レーザーは高エネルギーなので、アルミニウム材料を簡単に切断できます。これらのレーザーは精密に切断し、迅速なターンアラウンドを保証します。
アルミニウムのレーザー切断はどのように機能しますか?
レーザーマシンは、アルミニウムの表面に高出力のレーザービームを放射します。これらのビームは、当たった材料を溶かして蒸発させます。アルミニウムのレーザー切断は正確な出力を提供し、材料の無駄を減らします。
アルミニウムのレーザー切断は高価ですか?
はい、アルミニウムのレーザー切断は従来の方法に比べて高価です。専用のレーザー切断機を購入する必要があり、これは高価です。しかし、これらのマシンは長期的にはお金に見合う価値があります。アルミニウムを素早く切断できます。生産性と効率が向上します。
結論
よくある誤解を解きましょう。レーザーはどんな厚さのアルミニウムでも切断できます。多くの人は、レーザーでアルミニウムを切断することは不可能だと考えています。それは間違いです。さまざまな出力容量のさまざまなレーザー切断機が利用可能です。さらに、100% の精度を実現する CNC ベースのレーザー切断機もいくつかあります。このガイドでは、これらの機械の細部まですべて説明します。