金属を切断するためのレーザー加工機の概要とその選択

レーザー金属切断装置は、機械工学、冶金、家具製造など、さまざまな業界で使用されています。その人気の理由は、複雑な形状のパーツを高い精度で作成できることです。 このような機器については、記事で説明します。

金属用レーザー カッターは、主に 3 つの機能を果たします。

• 彫刻: 金属面に絵、テキスト、さらには写真を描くこと。
• レーザー切断;
• 曲線カット。

いずれの場合も、テンプレートが作成され、それに従って数値制御モジュールが切断パラメータを設定します。その結果、完全に正確な製品が完成します。

レーザーカッターの設計には、いくつかのブロックが含まれています。

• エミッター - 光子の流れまたは狭く集束されたレーザー パルスの生成を担当します。
• ガス転送ユニット - 作業領域から高温の​​金属を吹き飛ばし、エミッターを冷却するように設計されています。
• ドライブ - 処理された表面に沿ってエミッターを移動するために使用されます。
• ワーキングカッティングテーブル - ワークピースが配置されるのはその上ですが、テーブルは交換可能です。
• CNC/ACS モジュール。

このような機械の動作原理は、金属加工を行うレーザー管による狭いビームの生成に基づいています。 ビームが加工中の材料の表面に接触した結果、高温効果が発生し、金属の彫刻や切断が可能になります。同時に、ガス混合物の流れが溶融材料の層を吹き飛ばし、高品質の切断を保証します。このような機械は、非鉄金属やその合金だけでなく、あらゆる種類の鋼板の加工に使用できます。

レーザーカッターの作業の本質は、狭いビームを集中させることです。その結果、エネルギーは加工中の材料の表面に集中します。このようなビームの直径は10分の1ミリメートルを超えないため、カットの最小厚さが保証されます。 レーザービームの出力特性を特定のパラメータにした結果として、溶融の過程とそれに続く金属構造の変化が起こります。 仕事のメカニズムに応じて、そのような機械には主に4つのタイプがあります。

金属のレーザー切断は、酸素または窒素環境で実行できます。選択は、処理する金属の特性によって異なります。したがって、酸素暴露の結果として、発熱反応が引き起こされ、その熱エネルギーにより、低合金および炭素鋼のかなり厚いシートを切断することが可能になります。

酸素亜鉛メッキまたは亜鉛メッキされた表面を切断することはお勧めしません。 この場合、カットが不均一になり、スケール形成のリスクも高まります。ステンレス鋼や高合金鋼を切断する場合、切断点が酸化することは望ましくありません。そのため、そのような金属を扱う場合、不活性ガス、ほとんどの場合窒素が必要です。

アルミニウムの切断には、あらゆるガス媒体を使用できます。しかし、チタン合金を扱うには、両方のガスが金属表面に吸収され始め、脆い層を形成するため、どちらも使用できません。この材料については、ヘリウムまたは高度に精製されたアルゴンで動作するレーザー装置を優先する必要があります。

一般に、ガスレーザーカッターは最大の放射波を与えるため、最大の厚さの板金を加工するときに需要があります。

機器の高効率と生産性は、光ファイバー レーザー デバイスによって提供され、多くの場合、ミニ マシンの形で実装されます。 以下の利点があります。

• 高ビーム品質。 切断線が細くなり、スポットサイズが小さくなり、全体の作業効率が向上します。
• 切断速度が速い。 ガスに比べて2倍です。
• 耐久性。 プロ仕様の光ファイバー レーザーを使用することで、最大 100,000 時間の機器操作の安定した性能が保証されます。
• 効率の向上。 光ファイバー切断時の光電変換効率は 30% に相当し、気体媒体でレーザー切断する場合の 2 ～ 3 倍です。
• 低コストの使用。 光ファイバー設備の消費電力は、ガス環境でのレーザー切断の 30% を超えません。
• 最低限の維持費。 反射レンズが不要なため、機械のメンテナンスにかかる費用を大幅に節約できます。
• そのような機器の操作は特に難しいことではありません。 光ファイバーの伝送により、光路のパラメータを調整する必要はありません。

ダイオードレーザーカッターの主な動作要素は、光共振器として形成された半導体結晶の形のエミッターです。 ダイオードに加えて、このようなレーザーにはAC電源用の特殊なデバイスが含まれています。 これにより、出力放射のパラメータを変更できます。

ただし、ダイオード型レーザーは、コヒーレンス パラメーターの点でガスや光ファイバーに大きく劣ります。 フォーカシングは大きな発散を与えるので、エネルギーを最大限に集中させることは不可能です。このような機器の唯一の利点は、他のすべてのモデルの相対的な安さにあります。

固体レーザーの動作原理はガスレーザーに似ています。しかし、彼には彼自身の特徴もあります。気体媒体とは異なり、ここでは固体形態の活性媒体が使用されます。 原則として、これらは希土類元素と接触すると活性化される結晶とさまざまなガラスです。 このようなレーザーは効率の向上が特徴ですが、多くのモデルはかなりコンパクトなサイズです。これらのカッターは、さまざまな種類や厚さの金属をうまく処理できる波長のビームを生成します。

現在、さまざまなメーカーの金属用レーザー カッターが市場に出回っています。 国内市場の外国企業の間では、ヨーロッパ諸国、米国、日本、台湾にある工場の製品が非常に人気があります。

• トルンプ（ドイツ）;
• シューラー（ドイツ）;
• トロテック (オーストリア);
• Farley Laserlab (オーストラリア);
• GCC (台湾)。

また、中国製の製品が大きな市場シェアを占めています。それについての意見は曖昧で、多くの人がその品質を疑っています。ただし、生産施設が中国にある一部のブランドは、スイスの技術に従って、顧客による厳格な管理下で機能します。彼らは、非常に高い技術的特性と操作特性を備えたレーザー加工機を製造しています。 これらの企業は次のとおりです。

• ウサギ;
• わったさん;
• ボドル。

ロシアでは、レーザーカッターは産業企業の半導体デバイス、LOMO、プラズマ、反転によって製造されています。 それらのそれぞれは、特定のタイプのレーザーシステムを提供しています。わが国では、すべてのタイプのレーザー加工機を同時に製造している企業はありません。

金属用のレーザーカッターを選択するときは、次の特性に注意する必要があります。

• 材料の範囲。 まず第一に、企業の詳細を考慮する必要があります。カットする部品が何からできていて、どのくらいの厚さかを明確にすることが重要です。これらの要因は、機械の技術データ、作業領域のサイズ、および機器の動作パラメータと比較する必要があります。
• 力。 今日のすべてのレーザー マシンの平均出力は、500 ～ 6000 ワットです。厚さ 6mm 未満の金属板を切断する場合は、500 ～ 700W のレーザー カッターで十分です。より厚い材料を扱うには、最大出力の機械を選択する必要があります。
• ツーリング。 光ファイバー マシンに関しては、サーボ モーター、ガイド、カッティング ヘッド、キメラなどの消耗品に注意を払う必要があります。これらのコンポーネントの品質と機能は、レーザー切断の精度と速度に影響を与えます。一部の悪意のあるメーカーは、オリジナルのコンポーネントではなく、コストを削減するために類似品を使用して機器を完成させています。これは購入者を混乱させる可能性があります。したがって、消耗品の原産地に関する情報は事前に明確にする必要があります。
• 機器の品質。 近年、ほとんどの企業で生産サイクルが短縮される傾向にあります。多くの企業、特に最近市場に出た企業は、顧客に納品する前にレーザーカッターをテストすることに十分な注意を払っておらず、機器の品質管理を行っていません.したがって、マシンを選択するときは、メーカーからのテストおよびプリセールス サービスの可用性に注意を払うことが非常に重要です。
• サービスのメンテナンス。 機器を選択するときは、サービス部門が使用地域にあるメーカーのマシンを優先することをお勧めします。そうしないと、動作中の欠陥により長期にわたる修理が必要になり、したがって生産のダウンタイムが発生します。

金属レーザー切断機は普遍的です。そしてこれは、使用される材料と生産の可能性の幅の両方に当てはまります。 特に、金属の切断や彫刻に使用できます。

レーザー機器の最も一般的な用途は、材料の切断です。金属加工では、レーザーを主な切削工具とする工作機械が普及しています。 それらはあなたが作ることを可能にします:

• 屋内および屋外の広告構造の個々の要素;
• 金属製のコンストラクターとパズル。
• 装飾品;
• 車や航空機のモデリング用パーツ。
• お土産。

金属製品のレーザー彫刻は、最もシンプルなものを貴重な贈り物に変えることができます.最も正確な彫刻は、レーザービームを使用して得られます。この技術で適用された画像は無制限の貯蔵寿命を持ち、摩耗、酸塩基溶液への暴露、水、紫外線、温度変化を恐れません。

コンピューター制御のレーザーの助けを借りて、最大限のディテールを備えた画像を取得できます。 多くの場合、金属表面に複雑なパターンが作成され、写真でさえも複製されます。

レーザービームは、平面だけでなく凸面の彫刻にも使用できます。 この場合、工作物を固定するための特殊な機構が機械エンジンに接続されます。エンジンの回転が工作物に伝わり、工作物が所定の速度で動き始め、レーザー光線があらゆる面から画像を照射します。