一般的なレーザー切断方法4つ

レーザー切断は工業分野で広く使用されており、高速、一回成形、滑らかな断面が主な利点です。また、レーザー切断には、さまざまな状況に対処するために主に 4 つの異なる切断方法があります。
1.溶解切断
レーザー溶融切断では、ワークピースを部分的に溶かし、その後、溶融した材料を気流を利用して排出します。材料の移動は液体状態でのみ行われるため、このプロセスはレーザー溶融切断と呼ばれます。
2.気化切断
レーザー蒸気切断では、材料の表面温度が沸点温度まで急速に上昇するため、熱伝導による溶融が避けられ、材料の一部は蒸気となって蒸発し消滅し、また、材料の一部は補助ガス流によってスリットの底部からエジェクタとして吹き飛ばされます。この場合、非常に高いレーザー出力が必要となります。
3.制御破断切断
熱によって損傷を受けやすい脆性材料の場合、レーザービーム加熱による高速で制御可能な切断は、制御破砕切断と呼ばれます。この切断プロセスの主な要素は、レーザービームが脆性材料の小さな領域を加熱し、その領域に大きな熱勾配と深刻な機械的変形を引き起こし、材料に亀裂を形成することです。バランスのとれた加熱勾配が維持されている限り、レーザービームを任意の方向の亀裂に導くことができます。
4. 酸化溶融切断（レーザー火炎切断）
溶融切断では一般に不活性ガスを使用しますが、酸素やその他の活性ガスに置き換えると、レーザー光線内の材料が発火し、酸素との激しい化学反応によって別の熱源が生成され、材料がさらに加熱されます。これを酸化溶融切断といいます。この効果により、この方法で得られる切断速度は、同じ厚さの構造用鋼の場合、溶融切断よりも速くなります。その一方で、この方法では溶融切断に比べて切断品質が低下する可能性があります。実際、切断幅が広くなり、粗さが著しくなり、熱影響部が増加し、エッジ品質が低下します。レーザー炎切断では、精密モデルや鋭い角を加工するときに、鋭い角が焼けてしまうリスクがあります。熱の影響は、レーザーをパルスモードで使用することで制限できます。パルスモードでは、レーザーの出力によって切断速度が決まります。特定のレーザー出力では、酸素供給と材料の熱伝導率が制限要因となります。