レーザ加工の原理
子供の頃に、灼熱の太陽の下、汗を流しながら虫眼鏡を上下に動かし、ここだ！という所で暫く待つと、紙が燃え始める。そんな経験ありませんか？レーザ加工とは、この原理を利用した加工です。太陽が、レーザ光に変わり、虫眼鏡が専用のレンズに変わっただけです。
レーザビームをレンズで集光させると、焦点では非常に高いパワー密度になります。太陽光と虫眼鏡では、紙が燃える程度ですが、レーザビームを集光させると鉄板も簡単に溶けてしまいます。これは、レーザのエネルギーが鉄板の表面で吸収され、鉄板の表面温度が上昇し、瞬時に鉄の沸点に達する為です。
レーザは、容易に出力を制御出来ます。よって太陽の様に、雲の流れを心配する必要はありません。 簡単に出力を調整でき、照射する時間を調整する事によって、鉄板表面の温度状況をコントロールする事が出来ます。
加熱だけ行う
レーザ焼き入れなど
融点まで温度を上げる
溶接・切断、孔(穴)あけ加工など
沸点まで温度を上げる
マーキング、クリーニング加工など
という様に、この3つの温度状況をコントロールする事によって、レーザ加工を行なう訳です。
レーザ加工でこんなことができます
上の3つの温度状況によって、レーザで加工出来る内容は数多くあります。加工では、例えばこんなことができます。
| 加工の種類 | コメント |
| 溶接 | 板厚の異なる素材や上下に重ねた素材、異なった金属の溶接、金属と樹脂の溶接など、アーク溶接では難しい多種多様な素材もレーザを使えば溶接できます。 また、アーク溶接に比べてスピードが速く入熱が少ない為、材料の変形を抑えながらさまざまな材料を溶接することができます。 |
| 孔(穴)あけ | 球面や角など、機械加工では難しい箇所にもレーザなら孔(穴)あけで球面や角など、機械加工では難しい箇所にもレーザなら孔(穴)あけできます。このページ上部右側の写真は、レーザを使ってパチンコ玉に孔(穴)あけした加工例。球面への加工は、機械加工では刃物が逃げてしまう為難しいですが、レーザは光なので問題なく孔(穴)あけできます。 |
| 切断 | 鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、ガラス セラミックス アクリル SiC カーボン等・・・さまざまな材料をきれいに切断できます。 |
| マーキング | ガラスやアクリルなどの透明材料への内部マーキングもレーザの得意技です。 |
| 微細加工 | パルス幅が非常に短く、ピークパワーが高いレーザを用いる事で樹脂などの高分子材料の除去加工ができます。 |
| クリーニング | 汚れや塗膜を一瞬にして飛ばしたり蒸発することができます。 |
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