CO2レーザーは、1964年にC.クマール・N.パテルによって発明されました。CO2ガラス管とも呼ばれ、高い連続出力を持つレーザー光源です。CO2レーザーは、繊維、医療、材料加工、工業製造などの分野で広く応用されています。特に、パッケージマーキング、非金属材料の切断、医療美容において重要な役割を果たしています。
1980年代には、CO2レーザー技術はすでに成熟しており、その後20年以上にわたり、金属切断、各種材料の切断・彫刻、自動車溶接、レーザークラッディングなどに利用されてきました。現在の産業用CO2レーザーの波長は10.64μmで、出力レーザー光は赤外光です。CO2レーザーの光電変換率は15%～25%に達し、固体YAGレーザーよりも優れています。CO2レーザーの波長は、レーザー光が鋼鉄、有色鋼、精密金属、そして様々な非金属に吸収されるかどうかを決定づけます。適用材料の範囲はファイバーレーザーよりもはるかに広くなっています。
今のところ、最も重要なレーザー加工は間違いなくレーザー金属加工です。しかし、国内外の市場でファイバーレーザーが急速に普及し、金属加工におけるCO2レーザー切断の市場シェアの一部をファイバーレーザーが占めるようになりました。そのため、「CO2レーザーは時代遅れで、もはや役に立たない」という誤解を招くかもしれません。しかし、これは全くの誤りです。
CO2レーザーは、最も成熟度が高く安定したレーザー光源として、プロセス開発においても非常に成熟しています。今日でも、CO2レーザーは欧米諸国で多くの用途で利用されています。多くの天然素材や合成素材はCO2レーザー光をよく吸収するため、材料処理やスペクトル分析においてCO2レーザーは幅広い用途に活用されています。CO2レーザー光の特性こそが、CO2レーザーが依然として独自の応用可能性を秘めている理由です。以下に、CO2レーザーの一般的な用途をいくつかご紹介します。
金属材料加工
ファイバーレーザーが普及する前は、金属加工には主に高出力CO2レーザーが使用されていました。しかし現在では、超厚板の切断には10kW以上のファイバーレーザーが主流となっています。ファイバーレーザー切断は鋼板切断におけるCO2レーザー切断の一部を代替していますが、CO2レーザー切断がなくなるわけではありません。現在でも、HANS YUEMING、BAISHENG、PENTA LASERといった多くの国内レーザー加工機メーカーが、CO2金属レーザー切断機を提供しています。
ファイバーレーザーはレーザースポットが小さいため、切断が容易です。しかし、レーザー溶接においてはこの特性が弱点となります。厚板溶接では、高出力CO2レーザーの方がファイバーレーザーよりも有利です。数年前からファイバーレーザーの弱点を克服する試みが始まっていますが、それでもCO2レーザーの性能を上回るには至っていません。
材料表面処理
CO2レーザーは表面処理、つまりレーザークラッディングに使用できます。現在では半導体レーザーもレーザークラッディングに使用できますが、高出力半導体レーザーが登場する以前は、CO2レーザーがレーザークラッディングの用途を支配していました。レーザークラッディングは、成形、ハードウェア、鉱山機械、航空宇宙、海洋機器などの産業分野で広く使用されています。半導体レーザーと比較すると、CO2レーザーは価格面で有利です。
繊維加工
金属加工において、CO2レーザーはファイバーレーザーや半導体レーザーからの脅威に直面しています。そのため、将来的には、CO2レーザーの主な用途は、ガラス、セラミック、布地、皮革、木材、プラスチック、ポリマーなどの非金属材料へと移行すると考えられます。
特殊分野におけるカスタムアプリケーション
CO2レーザーの光品質は、ポリマー、プラスチック、セラミック加工などの特殊分野におけるカスタムアプリケーションに大きな可能性をもたらします。CO2レーザーは、ABS、PMMA、PPなどのポリマーを高速切断できます。
医療用途
1990年代には、超パルスCO2レーザーを用いた高エネルギーパルス医療機器が発明され、非常に普及しました。特にレーザー美容は人気が高まり、非常に明るい未来が期待されています。
CO2レーザーはガス（CO2）を媒体として使用します。RF金属キャビティ設計でもガラス管設計でも、内部部品は熱に非常に敏感です。そのため、CO2レーザー装置を保護し、寿命を維持するためには、高精度の冷却が不可欠です。
S&A Teyuは19年間、レーザー冷却装置の開発・製造に専念してきました。国内のCO2レーザー冷却市場において、S&A Teyuは最大のシェアを占め、この分野で最も豊富な経験を有しています。CW-5200Tは、S&A Teyu社が新たに開発した省エネ型ポータブルレーザー水冷装置です。±0.3℃の温度安定性と、220V 50Hzおよび220V 60Hzのデュアル周波数対応を特徴としています。小中出力のCO2レーザー装置の冷却に最適です。この水冷装置の詳細については、https://www.chillermanual.net/sealed-co2-laser-tube-water-chiller-220v-50-60hz_p234.htmlをご覧ください。
