レーザー切断技術における材料適合性の分析

技術の急速な進歩に伴い、レーザー切断は高精度、高効率、そして完成品の高収率という利点から、製造業、デザイン、文化創造産業において広く利用されるようになりました。ハイテクな加工方法であるにもかかわらず、すべての材料がレーザー切断に適しているわけではありません。ここでは、どの材料が適していて、どの材料が適していないのかを見ていきましょう。

レーザー切断に適した材料

金属：レーザー切断は、中炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金、チタン、炭素鋼など、金属の精密加工に特に適しています。これらの金属材料の厚さは、数ミリメートルから数十ミリメートルに及びます。

木材：ローズウッド、針葉樹、エンジニアードウッド、中密度繊維板（MDF）は、レーザー切断によって微細加工が可能です。家具製造、模型設計、芸術作品の制作などに広く利用されています。

段ボール:レーザーカットにより複雑なパターンやデザインを作成できるため、招待状やパッケージラベルの作成によく使用されます。

プラスチック:アクリル、PMMA、ルーサイトなどの透明プラスチックや、ポリオキシメチレンなどの熱可塑性プラスチックはレーザー切断に適しており、材料特性を維持しながら精密な加工が可能です。

ガラス:ガラスは壊れやすいですが、レーザー切断技術により効果的に切断できるため、楽器や特殊な装飾品の製造に適しています。

レーザー切断に適さない材料

PVC (ポリ塩化ビニル): PVC をレーザー切断すると、有毒な塩化水素ガスが放出され、作業者と環境の両方に危険を及ぼします。

ポリカーボネート:この素材はレーザー切断中に変色する傾向があり、厚い素材は効果的に切断できず、切断品質が低下します。

ABS およびポリエチレンプラスチック:これらの材料は、レーザー切断中に蒸発するのではなく溶融する傾向があるため、エッジが不規則になり、最終製品の外観と特性に影響を与えます。

ポリエチレンおよびポリプロピレンフォーム:これらの材料は可燃性であり、レーザー切断中に安全上のリスクをもたらします。

グラスファイバー: グラスファイバーには切断時に有害な煙を発生させる樹脂が含まれており、作業環境や機器のメンテナンスに悪影響を与えるため、レーザー切断には適していません。

なぜ一部の素材は適切だったり不適切だったりするのでしょうか?

レーザー切断に適した材料は、主にレーザーエネルギーの吸収率、熱伝導率、そして切断プロセス中の化学反応によって決まります。金属は優れた熱伝導率と低いレーザーエネルギー透過率のため、レーザー切断に最適です。木材や紙も可燃性とレーザーエネルギーの吸収性が高いため、より良い切断結果が得られます。プラスチックやガラスは、特定の条件下ではレーザー切断に適した特定の物理的特性を持っています。

逆に、加工中に有害物質を生成したり、気化せずに溶ける傾向があったり、透過率が高いためにレーザーエネルギーを効果的に吸収できないなどの理由で、レーザー切断に適さない材料もあります。

レーザー切断チラーの必要性

材料の適合性を考慮するだけでなく、レーザー切断中に発生する熱を管理することも不可欠です。適切な材料であっても、切断プロセス中の熱の影響を慎重に制御する必要があります。レーザー切断機の温度を一定かつ安定に保つには、信頼性の高い冷却、スムーズな動作の確保、レーザー機器の寿命延長、そして生産効率の向上を実現するレーザーチラーが必要です。

TEYUチラーメーカーおよびチラーサプライヤーは、22年以上レーザーチラーに特化しており、CO2レーザーカッター、ファイバーレーザーカッター、YAGレーザーカッター、CNCカッター、超高速レーザーカッターなどを冷却するための120種類以上のチラーモデルを提供しています。年間16万台のチラーユニットを出荷し、100か国以上に輸出しているTEYUチラーは、多くのレーザー企業の信頼できるパートナーです。