レーザー切断の特徴と応用

レーザー切断は現在、各国で最も多く応用されているレーザー加工技術であり、海外の多くの分野、例えば、自動車製造業や工作機械製造業ではレーザー切断を用いて板金部品の加工を行っている。高出力レーザビーム品質が向上するにつれて、レーザ切断の加工対象範囲はより広くなり、ほとんどすべての金属材料と非金属材料を含むようになる。例えば、高硬度、高脆性、高融点の材料をレーザーを用いて複雑な形状の3次元立体部品を切断することができ、これもまさにレーザー切断の利点である。

現在、瀋陽レーザー切断の企業は主に2つの種類に分けられる：1つは大・中型製造企業で、これらの企業が生産した製品の中には大量の板材が材料を落とし、材料を切る必要があり、しかも比較的強い経済と技術力を持っている、もう1つは加工ステーションと総称され、レーザー加工業務を専門に対外的に請け負っており、自身が主導的な製品を持っていない。その存在は、一部の中小企業の加工ニーズを満たす一方で、初期にレーザー切断技術の普及に宣伝モデルの役割を果たすことができる。

レーザー切断のいくつかの重要な技術は光、機械、電気一体化の総合技術である。レーザービームのパラメータ、機械と数値制御システムの性能と精度はすべて直接レーザー切断の効率と品質に影響する。レーザー切断の精度、効率と品質は異なるパラメータによって変化し、例えば切断電力、速度、周波数、材料の厚さ及び材質などであるため、操作者の豊富な経験は特に重要である。

1.1レーザー切断の主な利点

（1）切断品質が良い：切断幅が狭い（一般的に0.1-0.5 mm）、精度が高い（一般的な孔中心距離誤差0.1-0.4 mm、輪郭寸法誤差0.1～0.5 mm）、切断表面粗さが良い（一般的なRaは12.5～25μm）、切断は一般的に二次加工を必要とせずに溶接できる。

（2）切断速度が速く、例えば2 kWレーザーパワーを採用し、厚さ8 mmの炭素鋼切断速度は1.6 m/minである、厚さ2 mmのステンレス鋼の切断速度は3.5 m/minで、熱影響領域が小さく、変形及び小さい。

（3）清潔、安全、汚染がなく、作業員の作業環境を大幅に改善した。

江西レーザー切断は非接触光学熱加工に属し、「永遠に摩耗しない万能ツール」と呼ばれている。ワークは任意の形式の緊密な排材または裁断を行うことができ、原材料を十分に利用することができる。非接触加工のため、加工後の部品のねじれ現象は低くなり、摩耗量が減少します。

実際にはレーザー切断にも不足点があり、精度と切断面の太さについては、レーザー切断は電気加工を超えておらず、切断厚さについては炎とプラズマ切断のレベルに達しにくい。また、タレットプレスのように成形、歯攻め、縁取りなどを行うこともできません。

1.2レーザー切断とプレスの比較

以前、板金加工業界は伝統的なプレスを利用してプレスを行い、その後、NCタレットプレス及び複合工作機械に発展した。社会の進歩に伴い、レーザー切断技術も金属加工業界に導入され、現在では工業上の板材切断の発展が迅速で、広く応用されている先進的な加工方法となっている。非公式統計によると、我が国で工業生産に使用されているレーザー切断システムは累計500台を超え、全世界で稼働中のシステム全体の約2%を占めている。

金属加工業界では、江西レーザー切断は厚さ20 mmを超えない低炭素鋼及び8 mmのステンレス鋼に広く応用されており、その中で板金部品の多くは輪郭形状が複雑で量産が少ない、例えば自動エレベーター構造部品、昇降エレベーターパネル、工作機械及び食糧機械カバー、各種電気キャビネット、スイッチキャビネット、紡績機械部品、工事機械構造部品、大電機シリコン鋼片などである。また、一部の装飾、広告、サービス業界用の金属パターン、標識、フォントもレーザー切断を利用して製造することができる。

NC制御レンガタワープレスは、形状が簡単な製品の大量生産に適しています。完成品は電気キャビネット、通信システム交換キャビネット、エレベーターのドアパネル及び手すりパネル、鋼製家具などがある。同じ切断加工とプレス条件を比較すると、レーザー切断機の価格は一般的にNCレンガタワープレスより高いが、その柔軟性とその他の各方面の利点（例えば、レーザー切断は描画形状に応じて切断するだけで、また金型を製造する必要もなく、生産周期を短縮する）のためである。近年、一部のメーカーはそれがもたらす高効果を意識しつつあり、市場競争力を高めるために、企業は複数のデジタル制御レンガタワープレスを持つと同時に、各タイプの製品に適応するためにレーザー切断機を購入している。だから、レーザー切断機とNCレンガタワープレスは競争があるというより、互いに補充するのが適切だ。

2.レーザー切断の典型的な応用

自動車分野の応用

先進的な三次元レーザー装置は、車体部品の切断を実現するだけでなく、乗用車車体全体の切断、溶接、熱処理、溶着、さらには三次元測定を実現することができ、それによって通常の加工では実現できない技術要求を実現することができる。ドイツの高速通信会社の3次元レーザー装置は、ベンツ社、アウディ社、BMW社、フォルクスワーゲン社、ゼネラル・モーターズ社、フォード社、ルノー社、SKODA社、オペル社、SAAB社、VOLVO社、ダイムラー・クライスラー社で長年の応用に成功した。

航空分野の広範な応用

国際的に多くの航空エンジン企業が3次元レーザー装置を用いて燃焼器セグメントの高温合金材料の切断と穴あけ作業を行い、軍用及び民間航空機のアルミニウム合金材料又は特殊材料のレーザー切断に成功した。

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