レーザーアブレーションマシンの選び方

月, 10/10/2022 - 10:00、Alex Fraser 産業用レーザー

レーザーアブレーションマシンは、製造業や自動車産業での利用が増加しています。サイクルタイムの短縮、プロセスの自動化、運用コストの削減、高品質な結果を保証する精度の向上を実現するための一般的なオプションです。

レーザーの種類、選択肢、自動化機能に関しては無数の可能性があるため、レーザーアブレーションを行う機械の選択が難しい場合があります。何を見るべきかを理解するために引き続きご覧ください。

レーザーアブレーションとその用途

レーザーアブレーションは、レーザービームの集中出力を使用して表面から物質を除去するプロセスです。次のようなさまざまな産業用途で使用されています。

レーザーアブレーションマシンを選択する前に、次の考慮事項を確認する必要があります。用途に適した正しい種類の機器を選択するためのガイドを提供します。

レーザービームは、設定された繰り返し比率でパルス化することで高いエネルギーピークに到達するか、または連続して同じエネルギー準位を常に放出することができます。パルスレーザーの方が最大出力が高いため、一般にアブレーションプロセスに適しています。

また、パルスレーザーの熱影響部が非常に狭いため、部品の損傷を防ぐための処理の制御が容易になっています。連続波レーザーは、レーザー強度が十分に高い場合に限り、アブレーションや素材の除去にも使用できます。

溶接用途（オーバーラップがある場合）では、薄いまたは繊細な部品は通常、熱影響部が狭くて浅い溶接部を生成するため、パルスレーザーが必要となります。深い溶接では、連続波レーザーが適しています。

レーザー出力とは、レーザーが1秒間に放出できるエネルギーの平均量です。高出力のレーザーは、同じ時間でより多くの物質を除去できます。パルスレーザーでは多くの場合、同じ時間により多くのレーザーパルスが放出されることを意味しますが、パルス自体は必ずしもより強力ではありません。

Laseraxは標準出力10 Wから3,000 Wのパルスレーザーを供給します。各出力レベルの使用方法は次のとおりです。

カテゴリー	出力	用途
通常出力	10 W～100 W	レーザーマーキング、レーザーテクスチャリング、精密領域のレーザークリーニング
高出力	200 W～500 W	深いレーザー彫刻、高速でのレーザーマーキング、正確かつ高速でのレーザークリーニング、レーザー溶接、高速でのレーザーテクスチャリング
超高出力	500 W～3,000 W	広範囲の表面への高速レーザークリーニング

加工する素材の種類によって、使用する機械に必要なレーザー光源が決まります。これは、レーザー光源の種類によって発生する波長が異なり、素材によって吸収する波長が異なるためです。レーザー光源の例としては、炭酸ガスレーザーやファイバーレーザーなどがあります。

下のグラフは、さまざまな金属がどのように波長を吸収するかを表しており、検討しているレーザーが用途に適しているかどうかを理解するのに役立ちます。

Laseraxでは、波長1064 nmを生成するために、ファイバーレーザーにイッテルビウムがドープ（添加）されています。この波長は、ほとんどの金属を効果的に加工することができ、当社のすべてのレーザーアブレーションマシンで、金属への彫刻、洗浄、テクスチャリング、溶接に使用されています。

ファイバーレーザー装置の光ケーブルには、マルチモードとシングルモードがあります。各種類に異なるメリットがあり、異なる用途に使用されます。

シングルモードレーザーはスポットサイズが小さいため、より小さなエリアに多くのエネルギーを集中させることができます。よって基材をより効果的にエッチングし、除去することができます。レーザーマーキング、レーザーテクスチャリング、レーザークリーニング、レーザー溶接に使用されます。レーザーアブレーションにおける当社のターンキー式ソリューションのほとんどは、シングルモードレーザーを使用しています。
マルチモードレーザーはスポットサイズが大きいため、広範囲の表面から素材をより速く除去できます。ファイバーケーブルのコアも大きくなり、レーザーを過熱することなく、より多くのエネルギーを通すことができます。そのため、より高出力に到達することが可能になります。当社の超高出力レーザークリーニングシステムは、マルチモードレーザーの一例です。