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レーザー加工における熱誘起変形の防止方法

反射率の高い材料をレーザー加工すると、熱伝導率が高いため熱変形が生じる可能性があります。これに対処するために、メーカーはレーザーパラメータを最適化し、局所的な冷却方法を使用し、密閉されたチャンバー環境を採用し、事前冷却処理を適用することができます。これらの戦略により、熱の影響が効果的に最小限に抑えられ、処理精度と製品品質が向上します。

2025-07-08

銅、金、アルミニウムなどの反射率の高い材料のレーザー加工では、その高い熱伝導率のために特有の課題が生じます。熱は材料全体に急速に拡散し、熱影響部 (HAZ) を拡大して機械的特性を変え、多くの場合、エッジバリや熱変形を引き起こします。これらの問題により、精度と製品全体の品質が損なわれる可能性があります。ただし、いくつかの戦略によってこれらの熱の問題を効果的に軽減できます。

1. レーザーパラメータの最適化

ピコ秒レーザーやフェムト秒レーザーなどの短パルスレーザーを採用すると、熱の影響を大幅に軽減できます。これらの超短パルスは精密メスのように機能し、熱の拡散を制限する集中したバーストでエネルギーを送ります。ただし、レーザー出力とスキャン速度の理想的な組み合わせを決定するには、徹底的な実験が必要です。過剰な電力や遅いスキャンによっても、熱が蓄積される可能性があります。パラメータを慎重に調整することで、プロセスをより適切に制御でき、不要な熱の影響を軽減できます。

2. サポートテクニックを適用する

局所冷却： 使用 産業用レーザーチラー 局所的な冷却により表面の熱を急速に放散し、熱の拡散を制限できます。あるいは、空気冷却は、特に繊細な材料に対して、より穏やかで汚染のないソリューションを提供します。

密閉チャンバー処理： 密閉されたチャンバー内の真空または不活性ガス環境で高精度レーザー加工を行うと、熱伝導が低減され、酸化が防止され、プロセスがさらに安定します。

予冷処理： 加工前に材料の初期温度を下げると、熱変形の閾値を超えることなく、入熱の一部を吸収するのに役立ちます。この技術により熱の拡散が最小限に抑えられ、加工精度が向上します。

レーザーパラメータの最適化と高度な冷却および処理戦略を組み合わせることで、メーカーは反射率の高い材料の熱変形を効果的に低減できます。これらの対策により、レーザー加工の品質が向上するだけでなく、機器の寿命が延び、生産の信頼性も向上します。

How to Prevent Heat-Induced Deformation in Laser Machining

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フォトメカトロニクスアプリケーション向け統合レーザー冷却