金属の加工手段の一つとしてよく使用されるのがレーザー加工です。
工業分野で重宝されるのはもちろん、医療分野などでもよく使用されています。
汎用性、実用性に優れているため需要があります。
今回は、レーザー加工の概要とメリット、デメリットについて解説します。
□そもそもレーザー加工とは？
レーザー光線を利用して加工することをレーザー加工と言います。
この用途としては金属や木材の切断・穴あけが主です。
プレス加工や穴あけ加工と同様の金属加工の一種となります。
このレーザー加工の恩恵は大きくて、手作業で加工していた商品・材料を大量に素早く加工することができるようになったのです。
また、加工できる材料は金属や木材などの材料だけではありません。
柔らかくて加工しづらいゴム素材や布地は加工が困難だと思いますよね。
レーザー加工で、これらの素材も加工ができます。
複雑な加工もできるようになっているため、様々な業界に導入されているのです。
医療分野では手術中に出血を抑えるためにレーザーメスとして利用されています。
レーザーを虫歯にあてて治療するなど、私等の日常で役に立っています。
＊レーザー加工の仕組みについて
レーザー加工機は、加工する対象によって系統が違います。
ここでは主な3種類についてピックアップして解説します。
＊レーザー発振器系
光を発振する装置で、励起光と呼ばれる光をレーザー媒体に照射して媒体特有の波長を発生させます。
そして、共振器に当てることによって増幅させてレーザー光を発振するといった仕組みです。
レーザー加工の際に最初に検討される装置です。
＊加工光学系
レーザー発振器から生じたレーザー光を集めてテーブルに照射する装置のことです。
レーザー発振器からレーザーを送る「光路」とレーザー光を集めて対象に照射する「集光系」の2つで構成されます。
＊加工物質系
対象物を固定する加工物、テーブルのことで、仕上がりを決定するためにレーザー加工は重要な役割を果たしています。
反射率や透過率といった加工物の光学的な性質、熱的性能なども仕上がりに影響してきます。
□レーザー加工のメリットを解説します！
従来の機械加工や、手作業と比較した際に圧倒的に効率的なものがレーザー加工です。
メリットをここでは7つご紹介します。
特徴を把握してメリットを理解しましょう。
まず1つ目は、精密加工特性です。
レーザー加工は加熱エリアが小さいです。
そのため、熱による変形を最小限に抑えられます。
また、今までの刃物を使用する加工とは違い、非接触加工です。
そのため、加工時の歪みやクラックなどが生じる危険性を低減することができるのです。
2つ目は、微細加工特性です。
照射箇所のみを融解・蒸発させることが可能であるため、微細な加工に適しているでしょう。
また、レーザー光の集光スポット径や出力、周波数などが自由に設定できます。
そのため、微細な加工を実現できるのです。
近年は超短波パルスレーザー光などにも利用されていてミクロンレベルでの加工も可能となっています。
3つ目は、高性能加工です。
効率的に融解、蒸発を引き起こすことが可能で、穴あけや切断の速度を高められます。
その結果、円滑にスピーディな加工を実現してくれます。
4つ目は、化学反応に活用できることです。
光合成、光分解を利用することで、焼き入れやアニーリング等の熱処理などに応用できます。
5つ目は、溶け込みの深さです。
エネルギー密度を高めることによって対象物にキーホールを形成します。
その結果、より溶け込みが深い溶接を実現します。
そのため、様々な溶接継手の加工ができるのです。
6つ目は、高いエネルギー密度です。
金属やガラスなどの材料を問うことなく、対象物を融解、蒸発させることが可能です。
違う材料を同時に融解することも可能です。
そのため、異素材の溶接加工などで力を発揮するでしょう。
□レーザー加工のデメリットについて
＊加工速度が遅いこと
非接触加工のレーザー加工はピンポイントに照射することによって工作物を融解しながら加工を行います。
そのため、加工全体の時間がかかってしまいます。
速度重視の場合には、プレス加工の方が適していると言えるでしょう。
＊ランニングコストが高いこと
多彩な素材と加工方法を持ち合わせているのがレーザー加工です。
そのため、性能に比例してランニングコストも高価となるのです。
維持費や電気代、光熱費に加えて、ミラーやレンズの定期的な交換が必要になってきます。
精密機械であるため、定期的なメンテナンスが欠かせないのです。
その点は押さえておきましょう。
□まとめ
レーザー加工がどのようなものか具体的にイメージはついたでしょうか。
また、実際にメリットやデメリットを理解してどのような加工ができるのかご理解いただけたでしょう。
当社では加工事例が多数あり、信頼できる製造代行を行なっております。
気になる方は、お気軽にご連絡ください。