生産分野では、通常、異なる材料を切断する必要があります。最も一般的なのは金属と非金属です。この2つの異なる材料の違いは何ですか。

金属材料のレーザー切断

ほとんどの金属材料は室温で赤外線に対して高い反射率を持っている。例えば、10.6 pumのCO 2レーザ吸収率はわずか0.5%~ 10%である。しかし、電力密度が106 W/cm 2を超える集束ビームが金属表面に照射されると、表面は数マイクロ秒以内に溶融し始める。多くの溶融金属の吸収率は急激に上昇し、一般的には60%~ 80%に達する。したがって、CO 2レーザは多くの金属切削の実践に成功している。

現代のレーザー切断システムで切断可能な炭素鋼板の最大厚さは20 mmを超えている。酸素補助溶融切断法を用いて炭素鋼板を切断する。切断は好ましい幅範囲に制御でき、薄い鋼板の切断は0.1 mm程度に狭くすることができる。レーザー切断はステンレス鋼板を加工する有効な方法である。熱影響領域は、耐食性を維持するために、より小さな範囲に制御され得る。ほとんどの合金構造鋼と合金工具鋼はレーザー切断により良好な切断品質を得ることができる。

アルミニウムとアルミニウム合金は酸素溶融により切断することはできず、溶融切断機構を使用しなければならない。アルミニウムレーザ切断には、10.6μm波長レーザに対する高反射率を克服するために高出力密度が必要である。波長1.06 umのYAGレーザビームは高吸収のため、アルミニウムレーザ切断の品質と速度を大幅に向上させることができる。

航空工業でよく使われるチタンとチタン合金は酸素を補助ガスとして使用し、化学反応が激しく、切断速度が速いが、切削刃に酸化層を形成しやすく、焼失の原因にもなる。切断品質を確保するために、補助ガスとして不活性ガスを使用する方が安全です。

ほとんどのニッケル基合金は酸素溶融剤で切断することもできる。銅と銅合金の反射率が高すぎて、10.6 pm CO 2レーザーで切断できない。

非金属材料のレーザー切断

10.6μm CO 2レーザービームは非金属材料に吸収されやすい。その低反射率と蒸発温度は、吸収された光エネルギーのほとんどを材料に取り込み、蒸発が瞬間的に穴を形成し、切断中に好循環に入ることをもたらす。プラスチック、ゴム、木材、紙製品、皮革、天然織物、その他の有機材料はレーザーによって切断することができる。しかし、木材の厚さは制限されるべきである。木材の厚さは75 mm以内、積層板とかんな板の厚さは25 mm前後でなければならない。無機材料では、石英とセラミックスをレーザーで切断することができ、後者は破断切断の制御に適しており、高出力の使用は許可されていない。ガラスや石は通常レーザーカットには適していない。

複合材料や硬質合金などの通常の方法で加工するのが難しい他の材料は、レーザーで切断することができますが、実験を通じて合理的な切断メカニズムとプロセスパラメータを選択しなければなりません。

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