高反射率材料のレーザー加工とレーザー冷却の課題

レーザー産業は、特に自動車、電子機器、機械、航空、鉄鋼などの大規模製造分野で急速に発展しています。 これらの業界では、従来の加工方法に代わるアップグレードとしてレーザー加工技術を採用し、「レーザー製造」の時代に入りました。

しかし、切断や溶接など、反射率の高い材料のレーザー加工は、依然として大きな課題となっています。 この懸念は、レーザー機器のユーザーのほとんどが抱いている疑問です。： 購入したレーザー装置は高反射率の材料を加工できますか？高反射率の材料をレーザー加工するにはレーザーチラーが必要ですか？

反射率の高い材料を加工する場合、レーザー内部に過度に高い反射レーザーが入ると、切断ヘッドや溶接ヘッド、レーザー自体が損傷するリスクがあります。 このリスクは、高出力ファイバー レーザー製品ではより顕著になります。これは、戻りレーザーの出力が低出力レーザー製品よりも大幅に高いためです。 反射率の高い材料を切断すると、材料が貫通されない場合でも、高出力の戻り光がレーザー内部に入り込み、損傷を引き起こすため、レーザーにとってリスクとなります。

高反射素材とは？

反射率の高い材料とは、抵抗率が小さく、表面が比較的滑らかなため、レーザーの近くでの吸収率が低い材料です。 高反射率材料は次の4つの条件で判断できます：

1. レーザー出力波長から判断すると

異なる出力波長のレーザーに対しては、材料によって吸収率が異なります。 反射率が高いものもあれば、そうでないものもあります。

2. 表面構造から判断すると

材料の表面が滑らかであればあるほど、レーザー吸収率は低くなります。 ステンレス鋼であっても、十分に滑らかであれば高い反射率が得られます。

3. 抵抗率から判断すると

抵抗率が低い材料は通常、レーザーの吸収率が低くなり、反射率が高くなります。 逆に言えば、抵抗率の高い材料は吸収率が高くなります。

4. 表面状態から判断する

物質が固体であるか液体であるかにかかわらず、物質の表面温度の差はレーザー吸収率に影響します。 一般的に、高温または液体状態ではレーザー吸収率が高くなりますが、低温または固体状態ではレーザー吸収率は低くなります。

高反射率材料のレーザー加工問題を解決するには？

この問題に関しては、各レーザー機器メーカーがそれぞれ対応する対策を講じています。 たとえば、Raycus Laser は、高反射率材料のレーザー加工の問題に対処するために、4 段階の高反射光防止保護システムを設計しました。 同時に、異常な加工が発生した場合にレーザーをリアルタイムで保護するためのさまざまな戻り光監視機能が追加されました。

レーザーチラー レーザー出力の安定性を確保するために必要です。

レーザーの安定した出力は、高いレーザー加工効率と製品歩留まりを確保するための重要な要素です。 レーザーは温度に敏感なので、正確な温度制御も不可欠です。 TEYUレーザーチラーは、最大±0.1℃の温度精度、安定した温度制御、光学系を冷却するための高温回路とレーザーを冷却するための低温回路のデュアル温度制御モード、および高反射率材料のレーザー加工装置を完全に保護するためのさまざまなアラーム警告機能を特徴としています。