Eブック:レーザー切断
27 10月, 2023
このEブックでは、レーザー切断用の産業用ガスおよび圧縮空気ソリューションについて知っておくべきことがすべてわかります。レーザー切断作業に窒素や圧縮空気が必要か否かにかかわらず、アトラスコプコはエネルギー効率に優れたVSDコンプレッサ、酸素および窒素発生装置、ブースタ、空気ベッセル、ろ過ソリューション、配管、サービス、保証、および中央制御システムを幅広くご用意しています。
レーザ切断は、光学系を通してコンピュータ数値制御(CNC)によって指示された高出力レーザを使用して材料を切断するプロセスです。このプロセスは、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、医療など、さまざまな産業で、金属、プラスチック、セラミックス、木材、布地、紙などの材料を切断するために広く使用されています。
レーザ切断では、集光されたレーザビームを使用して、同軸ガスジェットの助けを借りて、局所的な領域で材料を溶かし、切り口を作ります。レーザビーム自体は、ガスの影響を受けませんが、材料を効果的に燃焼、溶融、または気化させることができ、結果として生じる破片を吹き飛ばし、高品質の仕上がりのエッジを保証します。
レーザ切断は、溶接やエッチングにも使用できます。レーザ切断のための3つの主な技術は、CO2レーザ、ネオジム(Nd)、およびネオジムイットリウムアルミニウムガーネット(Nd:YAG)レーザです。使用するレーザの種類は、レーザの性能に影響を与える可能性があります。レーザ切断の利点には、精度、正確さ、汚染の低減、および加工の容易さがあります。特にファイバレーザは、その優れた精密切断能力で知られています。ファイバレーザの主な利点の1つは、長距離にわたって一貫したビーム品質を提供し、さまざまな材料や厚さで均一な切断を可能にすることです。この一貫性は、優れたエッジ品質に寄与し、二次加工の必要性を最小限に抑えます。
レーザカッターは、切断する材料に光学系を通って高出力レーザビームを向けることによって機能します。レーザビームは、レンズを通して集光し、材料に投影され、急激な温度上昇により局所的な領域で溶融または気化されます。次に、同軸ガスジェットによって材料が除去され、溶融した材料が吹き飛ばされ、切り口が作られます。ガスジェットはまた、材料を冷却し、たわみや歪みを防ぐのに役立ちます。レーザカッターは、コンピュータ数値制御(CNC)システムによって制御され、切断プロセスの精度と正確さを保証します。
アシストガスは、切断プロセスの品質と効率を向上させるためにレーザ切断で使用されます。アシストガスは、溶融した材料を吹き飛ばし、材料の表面で再凝固するのを防ぐのに役立ちます。また、材料を冷却し、たわみや歪みを防ぐのにも役立ちます。レーザ切断で最も一般的に使用されるアシストガスは、窒素、酸素、圧縮空気です。
窒素は、その不活性な特性により、レーザ切断で最も広く使用されているアシストガスです。特に高品質の切断が必要な場合に、レーザの高品質性能を保証するために使用されます。窒素は、空気中の酸素を除去し、熱した金属との反応を防ぎ、材料の色に影響を与えることなく、完璧で光沢のある切断をもたらします(これは、使用される窒素の純度により異なります)。不活性である窒素ガスは、酸素のない環境でレーザを作動させることで、切り口の酸化を防ぎます。また、窒素は、低コスト、高速切断、生産性、制御性、効率の向上、需要に応じた窒素、プラグアンドプレイソリューションにおいても不可欠です。
酸素は、レーザ切断において、他の方法では切断が困難な材料を切断するために使用されます。酸素は非常に反応性の高いガスであり、レーザビームの出力を増加させて発熱反応を起こし、厚い材料を切断することができます。酸素は切断する材料と反応して化学反応を起こし、材料を溶かして気化させるのに役立ちます。材料によっては、酸素を使用して切断速度を上げ、切断プロセスのコストを削減することもできます。しかし、酸素は酸化を引き起こす可能性があり、それによって切り口に炭素層が形成され、製品の仕上がりが悪くなったり、酸化表面に塗布されたコーティングや塗料の接着性の問題が発生したりする可能性があります。酸素の反応性が高いため、非常に薄いスライスを得ることはできません。
圧縮空気は、レーザ切断のアシストガスとしても使用でき、レーザ切断をより速く、よりコスト効率良く行うことができます。しかし、空気中には21%の酸素が含まれているため、非常にきれいな切断の部品を得ることはできません(通常、このような部品は、次のプロセスの前にバリ取りする必要があり、余分な労力がかかります)。このような切断は、後で塗装や溶接を行う部品で有効です。その場合、切り口の色は問題になりません。
アシストガスの純度は、最終製品に対するお客様の要件によって異なりますが、次の点を考慮する必要があります。
窒素の純度を下げることで、大幅にコストを削減できることを念頭に置いています。
はい。工場敷地内で窒素などのアシストガスを発生させることは可能です。高圧ガス発生システムを施設に組み込むことで、企業は、24時間365日、ガスを継続的に供給することができます。この方法は、運転コストを削減するだけでなく、ガス消費量を完全に制御することもできます。さらに、トラック輸送の必要性をなくすことで、CO2排出量を大幅に削減し、環境の持続可能性に寄与します。
窒素発生装置は、レーザ切断作業の最適化に不可欠であり、実用的な利点があります。窒素発生装置には、メンブレン窒素発生装置とPSA(圧力スイング吸着式)窒素発生装置の2種類があり、非常に高いレベルの純度を実現できます。
レーザ切断に窒素を使用する企業は、独自の窒素供給を生成することにより、コストを大幅に削減でき、外部からの購入は不要になります。この社内製造により、窒素純度の管理が強化され、外部サプライヤに依存することなく一貫した品質を保証します。
また、現場で窒素を製造することで、輸送排出を削減し、従来の窒素製造方法への依存を最小限に抑えることで、環境の持続可能性に貢献します。全体として、窒素発生装置の使用は、レーザ切断プロセスの効率と環境責任の強化を検討している企業にとって実用的な選択肢です。
レーザカッターは、多くの場合、レーザ自体への電力供給など、さまざまな機能を圧縮空気やガスに依存しています。高圧コンプレッサおよびブースタは、レーザ切断プロセスに必要な圧縮空気や窒素などのアシストガスを供給します。レーザの安定した信頼性の高い電源を確保し、安定した正確な切断に貢献します。高圧コンプレッサは、窒素や酸素などのガスを圧縮して、レーザ切断を補助するために使用されます。アシストガスを加圧することで、レーザによる切断プロセスが強化され、最適な性能を得るために切断ヘッドへの高圧ガスの供給を容易にします。
レーザ切断システムには、多くの場合、レーザ切断用途の合理化された効率的なセットアップのための統合ソリューションの一部として、高圧コンプレッサまたはブースタが組み込まれています。高圧コンプレッサとレーザ切断システムを統合することで、お客様の産業ニーズに対応する包括的なソリューションを提供します。
アトラスコプコは、レーザ切断に必要な窒素および酸素のすべてのニーズに対応する、信頼性の高い高純度のオンサイトガス発生装置および高圧ガス発生システムを幅広く取り揃えています。
レーザ切断および当社の窒素ソリューションや高圧ソリューションに関するご質問や詳細については、今すぐ当社にお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様のニーズに最適なソリューションを見つけるお手伝いをする準備ができています。
27 10月, 2023
このEブックでは、レーザー切断用の産業用ガスおよび圧縮空気ソリューションについて知っておくべきことがすべてわかります。レーザー切断作業に窒素や圧縮空気が必要か否かにかかわらず、アトラスコプコはエネルギー効率に優れたVSDコンプレッサ、酸素および窒素発生装置、ブースタ、空気ベッセル、ろ過ソリューション、配管、サービス、保証、および中央制御システムを幅広くご用意しています。
15 6月, 2022
窒素はさまざまな産業用途で大きな役割を果たします。窒素発生に関するこのEブックは、拡大する現場での窒素発生の傾向と、それがビジネスにどのようなメリットをもたらすかを理解するのに役立ちます。