レーザー切断機

製造業の変革と高度化の中で、レーザー切断機「精密なものづくりとフレキシブルな生産」を実現するための重要な設備です。従来のプラズマ切断と比較して、切断面粗さRa値が50μmから5μm以下に低減され、材料利用率が85%から95%以上に向上しました。 1 台の高出力デバイスで 3 ～ 4 台の従来の工作機械を置き換えることができ、新エネルギー車のバッテリー シェルの加工、航空宇宙部品の製造、板金の精密成形のための中核となる生産ツールとなっています。

レーザー切断機は、光学、機械、電気、数値制御など複数のシステムを連携させ、「レーザーの発生～ビーム送信～集光・切断～廃棄物除去」という一連のプロセスを経て加工を完了します。その技術原則は、コア構造と処理技術という 2 つの主要な側面に分類できます。

現在のレーザー切断機は5つの機能モジュールで構成されており、安定した切断品質を確保するには各モジュールの精度をマイクロメートルレベルで管理する必要があります。

レーザーシステム: The core power source is classified into three types according to the working medium: fiber laser, CO₂ laser, and solid-state laser. Fiber lasers have high photoelectric conversion efficiency (>30%）、メンテナンスコストが低い。主流の出力範囲は 1000 W ～ 3000 W です。IPG Photonics の 30 kW ファイバー レーザーは、最大 12 m/分の速度で 10 mm の炭素鋼を切断できます。 CO₂ レーザーは非金属の加工に適しており、波長は 10.6 μm で、アクリルの切断精度は ±0.02 mm に達します。固体レーザーは主に、フェムト秒レベルのパルス幅で精密な微細加工に重点を置いています。-。

ビーム伝送システム:光ファイバー、ケーブル、コリメートミラー、集光ミラーで構成されます。光ファイバーの伝送損失は0.2dB/km以下です。 ZnSe材料で作られた集光ミラーの焦点距離誤差は±0.1mm以下で、集光後のレーザービームの最小スポット径は0.1mmに達します。ハイエンド モデルには、応答速度 50 μs 以下のダイナミック フォーカシング ヘッドが装備されており、材料変動誤差をリアルタイムで補正できます。

モーション実行システム:ガントリー工作機械、サーボモーター、ボールネジが含まれます。工作機械の位置決め精度は±0.02mm/m以下、繰り返し位置決め精度は±0.01mm以下です。リニア モーターで駆動されるハイエンド モデルは、最大 2g の加速と 120 m/min を超える空転速度を備えており、高速で正確な切断要件に適しています。-

補助システム:ガス供給、冷却、除塵装置が含まれます。補助ガスはプロセス別に分類されており、酸素 (燃焼促進と切断促進用)、窒素 (酸化防止用)、アルゴン (不活性保護用) に分類されており、圧力範囲は 0.1 ～ 2.0 MPa で調整できます。冷却システムには、±0.5 度の温度制御精度を持つ産業用チラーが使用されており、レーザーの動作温度は 20 ～ 25 度で安定しています。除塵システムは15kPa以上の負圧を持ち、切削煙や粉塵を95％以上捕集します。

運用前の準備:-機器の設置場所は換気が良く、接地抵抗が 4 Ω 以下である必要があり、その周囲に 2 メートルの安全警告ゾーンを設定する必要があります。レーザー連動装置や保護カバーに異常がないか、冷却系の圧力（常用：0.2～0.5MPa）やガス圧力が範囲内であることを確認してください。オペレーターはレーザー保護メガネ (レーザーの種類に一致する保護波長を持つ) を着用する必要があります。

動作禁止事項：密閉容器や可燃性爆発物を切らないでください。保護なしでレーザー光線を決して観察しないでください。装置の動作中にカッティングヘッドの保護カバーを開けないでください。許可された担当者のみが装置を操作できます。

特別な労働条件:反射材（アルミニウムや銅など）を切断する場合は、レーザーの反射によるレーザーの損傷を防ぐために、反射防止フィルムを取り付けてください。{0}}厚板を加工する場合は、切断速度を下げ、ガス抜き時間を長くしてください。冬の低温環境（油温が 15 度未満の場合）では、事前に冷却システムを 15 分間予熱してください。-

緊急対応：レーザーに障害が発生した場合は、すぐに主電源を切り、専門の担当者に修理を依頼してください。

日常点検：カッティングヘッドのレンズに汚れがないか確認し（汚れが見つかった場合は、すぐに無水エタノールで掃除してください）、ガスパイプラインの漏れがないか確認し、作業台上の廃棄物の残留物を掃除します。光ファイバーコネクタの密閉状態を毎週確認し、レーザー光路を校正してください。

定期的なメンテナンス:冷却システムのフィルターエレメントを毎月交換し、サーボモーターの潤滑油レベルを確認してください。レーザー内部の埃を四半期ごとに掃除し、レーザー出力の減衰を確認してください (減衰が 10% を超えている場合はレーザーを交換してください)。工作機械の精度を毎年校正して、位置決め誤差が ±0.02 mm を超えないようにします。