現代産業の礎石である金属加工は、私たちの世界を形作る上で重要な役割を果たしている。飛行機から鉄道輸送、医療機器から電子機器に至るまで、金属材料はあらゆるところに存在しています。
技術の発展と進歩に伴い、従来の金属切削技術は、低効率、高エネルギー消費、材料廃棄、低精度といった欠点が徐々に明らかになってきた。
このように、レーザー切断技術は、その卓越した性能と幅広い応用範囲により、金属加工において際立っている。この技術の中核を担う金属切断レーザー加工機は、高精度、高速、非接触加工という周知の利点により、金属加工に革命的な変化をもたらした。
では、板金レーザー切断機の何がそんなに特別なのか？なぜ金属加工に好まれるようになったのでしょうか？次の記事では、レーザー切断機の動作原理、利点、他の金属加工技術との比較、および購入ガイドを掘り下げていきます。この記事があなたに貴重な情報とインスピレーションをもたらすことを願っています。
板金レーザー切断機とは？
厚紙に懐中電灯を当てているところを想像してほしい。この光線は、ちょうど虫眼鏡が太陽光を集光するように、非常に集光された高エネルギーであり、金属板に穴を開けることができるという違いがある。レーザー切断機はこの原理を利用し、レーザー光線の移動経路を制御することで、金属板にさまざまな形状を切断する。
レーザーが照射する光は細く、まるで紙に絵を描くように素晴らしいパターンをカットすることができる。レーザー切断板金機械がこれほど効率的かつ正確に金属加工を完了できる理由は、その背後にあるいくつかのコア技術にある。
板金用レーザー切断機のコア技術
- レーザー発生装置： これは板金レーザー切断機の「心臓部」であり、高エネルギーのレーザービームを発生させる中核部品である。一般的なレーザー発振器には、CO2レーザー、ファイバーレーザー、YAGレーザーなどがある。それぞれに特徴があり、異なるタイプの金属材料や切断ニーズに適している。
- レーザービーム伝送および制御システム： レーザービームが生成された後、そのビームは一連のミラーとレンズを通して伝送・集光され、最終的に金属加工物の表面に正確に照射される必要がある。この工程では、レーザービームの安定性と精度を確保するため、高精度の制御システムが必要となる。
- CNC数値制御システム： シートメタル用レーザー切断機には通常、CNC数値制御システムが搭載されており、コンピューター・プログラミングによってレーザー切断経路、速度、出力、その他のパラメーターを制御することができる。これにより、レーザー切断機は複雑な切断作業を実行し、一貫した切断品質を確保することができる。
- カッティングヘッド： カッティングヘッドは、レーザービームが金属加工物に接触する「端末」である。集光レンズ、ノズル、その他の部品で構成される。集光レンズは、レーザービームを微小スポットに集光し、切断エネルギー密度を高めます。金属ノズルは、レーザー切断時に発生するスラグや煙を吹き飛ばすための補助ガスを噴射する役割を果たします。
- 補助ガスシステム： 反射率の高い材料をレーザー切断する場合、通常、酸素、窒素、アルゴンなどの補助ガスが必要になる。補助ガスは、切断中に発生するスラグを吹き飛ばし、切断面を保護し、また金属材料と反応して切断速度と品質を向上させることができる。
- 冷却システム レーザー切断機のシートメタルは、動作中に多くのエネルギーと熱を発生し、装置の安定した動作を確保するために効果的な冷却システムが必要です。冷却システムは通常水冷または空冷を採用し、時間内に熱を放散させます。
- ベッドの構造： レーザーファイバー切断機のベッド構造は、その安定性と精度を決定する。一般的なベッド構造には、板溶接ベッド、大型角パイプベッド、ガントリー型複合ベッドなどがあり、いずれも高強度溶接プロセスを使用し、高温アニール処理を施して応力を緩和することで、加工中の振動を効果的に低減し、切断精度を向上させている。
板金用レーザー切断機の大きな利点
金属切断レーザー加工機は、次のような大きな利点があるため、金属加工の分野で支持されている：
精度と効率
光学レーザー切断機は、極めて狭い切り口幅と高い精度を持ち、複雑な切断パターンや微細な加工を可能にする。切断後のワークピース表面は滑らかで平坦であり、研削、研磨、その他の後処理を追加する必要がないため、時間とコストを大幅に節約し、生産効率を向上させることができる。
環境にやさしい
シートメタルCNCレーザー切断機は、高度に自動化され、以下を備えています。 完全密閉金属カバー自動化により、粉塵や騒音などの公害を効果的に低減し、オペレーターに安全な作業環境を提供します。同時に、自動化された操作により、手作業による介入や人為的ミスを減らし、切断品質の安定性を確保します。
高い長期的メリット
多くの顧客は ファイバーレーザー切断機 価格 が高い。実際、長期の大量生産では、レーザー切断の利点が徐々に明らかになる。レーザー切断は工具の交換が不要なため、消耗品コストを削減できる。さらに、切断精度が高いため、人為的なミスが減り、切断品質を確保しながら、手作業後の研磨にかかる時間とコストを削減できる。
操作が簡単
金属用レーザー切断機は、加工速度が極めて速く、慣性が小さいため、制御コマンドに素早く反応し、高速切断を実現できる。数値制御システムのCAD/CAMソフトウェアプログラミングと組み合わせることで、操作がより便利になり、設計図面を直接切断経路に変換できるため、面倒な手作業がなくなり、全体的な生産効率が大幅に向上する。
幅広い用途
金属板用ファイバーレーザー切断機は、エネルギー密度が高いため、高硬度、高脆性、高融点の難加工材を含む様々な金属材料を容易に溶融することができる。そのため、航空宇宙や自動車製造など、特殊な素材を加工する必要がある分野では、レーザー切断機はかけがえのない存在となっている。
小熱影響ゾーン
レーザー切断のエネルギーは集中し、作用時間が短く、発生した熱は急速に拡散するため、被加工物の熱影響部は非常に小さくなり、熱変形や熱応力の問題を回避できる。また、非機械的接触加工法であるため、ワークへの機械的応力の影響もなく、特に精密部品の加工に適している。
柔軟で効率的
レーザー切断はコンピュータシステムと完璧に組み合わせられ、便利なプログラミングと修正により、個別のカスタマイズを実現することができます。複雑な形状の板金部品や多品種少量生産品の場合、レーザー切断は型開きを必要としないため、金型費用や生産サイクルを節約でき、技術的、経済的、時間的な利点があります。
CNCレーザー切断機の用途
長期的な技術蓄積と産業応用の実践を経て、レーザー加工産業は完全な産業チェーンシステムを形成した。私たちの生活の中の様々な板金製品は、レーザー切断された金属機械の傑作かもしれません。次に、私たちはいくつかの一般的な産業におけるレーザー切断のアプリケーションを詳しく紹介します。
キッチン用品の板金用レーザー切断機
業界 キッチン用品は、日常生活に欠かせない金属製品の一つである。従来の台所用品加工方法は、作業効率が低い、金型消費量が多い、使用コストが高いなどの問題がある。板金用レーザー切断機は、切断速度が速く、精度が高いため、加工効率が向上する。
さらに、レーザー切断は、カスタマイズとパーソナライズされた製品開発を実現し、キッチン用品メーカーの問題を解決し、認知度を高めることができる。
自動車製造業界におけるレーザー切断機の板金
自動車ブレーキパッドなど、自動車製造には精密部品が多い。自動車の安全性を向上させるためには、切削精度を確保する必要がある。従来の手作業では、必要な精度を出すことが難しく、効率も悪い。レーザー切断は、高精度、高能率、バリなし、1回成形で素早く一括加工できる。これらの利点が、レーザー切断機が自動車産業で広く使用されている理由です。
フィットネス機器業界におけるチューブファイバーレーザー切断機
フィットネス器具の多様性は、加工にも高い要求を課しており、様々な仕様や形状が従来の加工を複雑で非効率なものにしている。 チューブファイバーレーザー切断機の製品は柔軟性が高く、さまざまなチューブに合わせてカスタマイズすることができる。加工後の完成品は滑らかでバリがなく、二次加工の必要がないため、従来の工程に比べて品質と効率が大幅に向上する。
板金業界におけるレーザー切断機
板金加工技術の急速な発展に伴い、従来の板金切断設備はもはや現在の加工プロセスや切断形状の要求を満たすことができなくなった。レーザー切断は、高い柔軟性と速い切断速度の利点を持つ従来の機器に徐々に取って代わる。板金加工におけるファイバーレーザー切断機の幅広い応用は避けられない傾向である。
上記の産業に加えて、レーザー切断金属加工機は、航空宇宙、造船、機械製造、医療機器、鉄骨構造などの分野でも広く使用されており、さまざまな産業の金属加工により効率的で精密なソリューションをもたらしている。
板金レーザー切断機の購入ガイド
シートメタルレーザー切断機を購入するには、まず、あなたのビジネスの範囲と、このマシンが小規模生産に必要なのか、大規模生産に必要なのかを明確にする必要があります。次に、より良い切断結果を得るためには、レーザー装置の出力と加工サイズを決定する必要もある。
事業範囲
レーザー切断シートメタルマシンの事業範囲は、金属か非金属かにかかわらず、あなたの加工プロジェクトが何であるかを指します。金属材料を加工する場合は、ファイバーレーザー切断機を選択します。非金属材料を加工する場合は、CO2レーザー切断機などを選択します。
パワー
一般的には、パワーが高いほど切断できる板厚が大きくなり、切断速度も速くなる。多くの初心者は、どんなに厚い板を切断する場合でも、パワーが高ければ高いほど良いと考えている。そうではありません。 高出力レーザー切断機例えば、12kwレーザー切断機は、50mm以上の炭素鋼やステンレス鋼を切断することができます。あなたが中型や薄型の板を切断する必要がある場合は、それに応じて中出力レーザー切断機、例えば6kwレーザー切断機を選択します。切断品質は出力だけでなく光学的品質にも左右されるからだ。一部の産業用レーザー切断機メーカーに騙されて、ニーズに合わない機器を購入しないようにしましょう。
加工サイズ
シートメタルレーザー切断機のベッドのサイズは、それで完了できる作業量を決定する。ベッドのサイズは変更できない永久的な特徴である。したがって、レーザー切断機を購入する前に、計画している切断作業の量を明確にしてください。例えば、レーザー切断機で大型のプロジェクトを処理する必要がある場合、ベッドの大きさを変更することはできません。 大判ファイバーレーザー切断機 は、お客様の処理ニーズをよりよく満たすことができます。
光学品質
前述したように、レーザー切断機の性能と切断品質は、光学部品の品質に大きく依存する。多くの人は、消費電力が機械の作業効率を決める重要な要素だと考えている。しかし、最も重要なのはパワーではなく、光学的品質である。光学的品質を決定する最初のものはレーザーです。現在、世界最高のレーザーはドイツのIPG社製とイギリスのSPI社製で、もちろんこの2つのブランドのレーザーは価格も高い。多くの顧客は、代替品としてRaucusやReciなどを選ぶだろう。光学品質を決定するもう一つの要因は、カッティングヘッドであり、光学レンズ群が高品質のレーザーを出力できるかどうか、精密調整システムがあるかどうかである。
その他の構成
現在のレーザー業界は急速に発展しており、レーザー切断機のブランドは絶えず登場している。レーザー切断機の価格はますます激しくなっており、レーザー切断機の構成も不均一である。上記のレーザーとカッティングヘッドに加えて、サーボモーター、ガイドレール、ベッド、冷却システム、排気システムなど、装置の他のコアアクセサリーにも注意を払う必要があります。これらはある程度、機械の切断精度に影響します。
以上がレーザー切断板金機を購入する際の注意点である。もうひとつ、レーザー加工機を購入する際に、大手ブランドでないと保証がないのではないか、という不安をお持ちのお客様も多いのではないでしょうか。それは必ずしも真実ではない。現在、レーザー機器に力を入れているCNCレーザー切断機サプライヤーはたくさんあり、機械の品質やサービスも良い。
ちょうど中国のXTLASERのような良い選択です。彼らのレーザー切断機は、高品質で、構成と価格の面で費用対効果が高く、比較的完全なアフターサービスを持っており、多くの中小金属加工企業のための最初の選択肢となっています。
金属板用ファイバーレーザー切断機のメンテナンスとお手入れ方法とは？
金属板用ファイバーレーザー切断機のメンテナンス方法とは？ファイバーレーザー切断機を加工に使用する際、理想的な切断速度と切断効果を得るためには、ファイバーレーザー切断機設備の使用とメンテナンスのテクニックを学び、設備の効果をより良く活用し、作業効率を向上させる必要があります。
カッティングヘッドのメンテナンス
定期的にレーザー切断ヘッドをチェックし、清潔に保ち、レーザービームを遮るゴミがないようにし、切断ヘッドの固定ネジがズレないように締まっているかチェックする。
ウォーター・チラーのメンテナンス
冷却水の水質と水温は、レーザー管の寿命に直接影響します。定期的に水槽を洗浄し、冷却水を交換することをお勧めします。光学式レーザー切断機が運転前に循環水で満たされていることを確認してください。
スチールベルトを常に締め続ける
スチールベルトはスチール製であり、装置運転中に締め付けが不十分な場合、切断されたワークが飛び出し、装置と作業者の双方に安全上のリスクをもたらす可能性があります。そのため、スチールベルトは頻繁に点検し、異物や緩みがないことを確認してください。
ツールの角度をチェック
ファイバーレーザー切断機の使用中、切断ヘッドが逸脱しないように、異なる材料を切断する際には、切断ヘッドの角度を時間内に調整する必要があり、切断サンプルの適格率に影響を与え、生産コストを増加させる。
頻繁な除塵
ファイバーレーザー切断機は、切断中に内部と外部で多くのほこりを発生させることがよくある。マシンの動作精度を確保するために、毎週掃除機でマシン内部のホコリや汚れを吸い取る必要があります。
部品の潤滑
ガイドレール、ラック、その他の切断機の部品は、部品間の柔軟な操作を保証するために定期的に潤滑する必要があります。
レンズクリーニング
レンズは毎日洗浄する必要があり、表面のコーティングを傷つけないように優しく拭くように注意する。拭き取りの際は、落とさないように注意して取り扱うこと。また、フォーカシングレンズを取り付ける際は、必ず凹面を下にしてください。
以上、レーザー切断機のメンテナンス方法を紹介した。機器の機種や使用方法に応じて、対応するメンテナンス計画やメンテナンス方法を策定し、使用中の安全な操作や日常のメンテナンスに注意することをお勧めします。
レーザー切断板金機運転時の注意事項
レーザー切断機は、操作中に故障すると危険です。初心者は、単独で操作する前に、専門家による訓練を受けなければなりません。経験に基づいて、レーザー切断機を安全に操作するためのいくつかの詳細をまとめました。
- レーザー切断機の一般的な安全操作手順に従ってください。レーザーを始動させるために、レーザーの始動手順に従ってください。
- オペレーターは訓練を受け、機器の構造や性能に精通し、オペレーティングシステムの関連知識を習得していなければならない。
- 必要に応じて労働保護具を着用し、レーザー光線の近くでは規制に適合した保護メガネを着用すること。
- 煙や蒸気による潜在的な危険を避けるため、レーザー照射や加熱が可能かどうかを明確にする前に、いかなる材料も加工しないでください。
- 装置の運転中、運転者は許可なく持ち場を離れてはならないし、他人にその世話を任せてはならない。本当に離れる必要がある場合は、機械を停止させるか、電源スイッチを切るべきである。
- 加工していないときは、レーザーまたはシャッターの電源を切り、保護されていないレーザー光線の近くに紙や布などの燃えやすいものを置かないでください。
- 加工中に異常が発見された場合は、直ちに機械を停止し、トラブルシューティングを行うか、監督者に報告してください。
- レーザー、ベッド、およびその周辺を清潔に保ち、整頓し、油汚れがないようにしてください。ワーク、プレート、廃棄物は、規則に従って積み重ねてください。
- ガスボンベを使用する際は、感電事故を防止するため、溶接ワイヤの破砕を避けること。ガスボンベの使用及び運搬は、ガスボンベ検査規定に従うこと。ガスボンベを日光に当てたり、熱源の近くに置かないこと。ボトルバルブを開けるときは、ノズル側に立って開けること。
- メンテナンスの際は、高圧安全規則を守ってください。メンテナンスは、規則と手順に従い、運転時間40時間ごとまたは毎週、運転時間1000時間ごとまたは半年ごとに実施する。
- 始動後、手動でベッドをX方向とY方向に低速で動かし、異常がないか確認する。
- 新しいワークプログラムを入力したら、まずテスト運転をして動作を確認してください。
- 切断機が有効移動範囲から外れたり、他の機械と衝突して事故を起こさないように、作業中の機械の操作に注意してください。
- 補助ガスの選択と圧力設定。薄板の高速切断の典型的な圧力値は150～300kpaで、12mm厚の鉄板の切断では通常40～60kpaで済む。
- 切断速度が遅すぎると、羽毛状火花粒子ビームは真下を向き、流速が速すぎると、羽毛状火花粒子ビームは垂直方向と鋭角をなして不安定になる。適切な切断速度は、羽状火花粒子ビームが垂直方向と鈍角をなす場合である。
結論
板金レーザー切断機は、金属工作物や形状の様々な産業の要件を満たすだけでなく、省力化、生産効率の向上、企業の生産利益の増加を支援することができます。炭素鋼やステンレス鋼から様々な高強度合金まで、高精度レーザー切断機はそれを達成するのに役立ちます。最終的には、優れた性能と優れた表現力で、金属製造の分野で広く使用されています。
レーザー技術の継続的な発展に伴い、金属切断レーザー加工機は、より多くの分野でより大きな役割を果たすことは確実である。高出力化、高光電変換レーザー、高自動化制御システムなどのレーザー切断の開発動向は、レーザー切断機のためのより広い開発スペースをもたらすでしょう。
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