レーザー切断厚みと速度チャート（500W-30kW）

レーザー切断は、様々な金属を切断するための非常に効率的で精密な方法である。レーザー切断機の切断速度と厚さ能力は、レーザー出力、金属の種類、材料の厚さなど、いくつかの要因に依存します。この記事では、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウムをカバーする500Wから30kWまでのレーザーの包括的なレーザー切断厚さと速度チャートを提供します。

要点

1. ワット数が高いほど切断速度が速くなるため、厚い材料の切断には高出力レーザーの方が効果的です。
2. 材料特性はレーザー切断加工に大きく影響し、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウムでは速度範囲が異なる。
3. 材料の厚みが増すと、レーザーの出力に関係なく、切断速度の見返りは減少する。

レーザー切断厚さ・速度チャート

1.レーザー切断厚さ・速度チャート（500W-30kW）

次の表は、軟鋼（Q235A）、ステンレス鋼（201）、アルミニウムのさまざまな板厚で、500Wから12kWまでのレーザーを使用した場合の切断速度（メートル毎分）を示しています。

単位：m/min

注：

レーザー切断厚さ・速度チャートのデータは参考値であり、特定の機械構成や切断条件によって異なる場合があります。

光ファイバー、材料の品質、ガス、光学レンズ、切断パターン、その他調整が必要な現場特有の条件など、レーザー技術における切断速度にはいくつかの要因が影響する。

図では、黄色い部分が純粋な窒素切断、青い部分が純粋な酸素切断を表している。

重要なのは レーザー切断 限られた材料で作業する場合、効率が悪くなる可能性があり、その結果、最適な結果が得られず、連続処理の妨げになる。

のような耐腐食性の高い材料を切断する場合。 銅とアルミニウムこのプロセスの調整には特別な注意を払う必要がある。

破損の可能性を避けるため、長時間連続して処理することは推奨されない。

• レーザー切断の厚みと速度の表を下記からダウンロードできます。

2.750W レーザーの切断の厚さ及び速度図表

3.20kW レーザーの切断の厚さ及び速度図表

単位：m/min

4.30kW レーザーの切断の厚さ及び速度図表

こちらも参照のこと：

• 750-6000Wファイバーレーザー切断速度（レイカスレーザー光源）
• 1000-6000Wファイバーレーザー切断速度（IPGレーザー光源）
• CO₂ レーザー切断の厚みと速度チャート
• バイストロニック レーザー切断チャート

II.ステンレス鋼のレーザー切断パラメータ

• CW-連続波
• SP-スーパーパルス
• GPゲートパルス

注意事項

酸素アシスト切断では、追加の厚さおよびその他の材料パラメータがPRCパラメータに関連する。

最高切断速度では、エッジトリミング品質と切断ガス圧力は、材料の合金組成と切断ガスの純度に依存する。

そうしないと、酸素と窒素の混合物によって刃先が青や茶色に変色してしまう。

厚さ4mm以上の材料を切断する場合、φ1.5mmの穴を切断する場合は、小穴切断用のパラメータを使用する必要があり、酸素圧力は4Bar（60Psi）、または開始切断速度は通常の切断速度の20〜30%である。

小さな穴の切断とは、直径が5mm以下で厚みが3mm以下の穴、または厚みが3mm以上で穴の直径が板の厚み以下の穴を指す。

大きな穴の切断とは、直径が5mm以上で厚みが3mm以下の穴、または厚みが3mm以上で穴の直径が板厚より大きい穴を指す。

レーザー出力と切断速度

レーザー出力と切断速度は、レーザー切断プロセスにおいて最も重要なパラメータの2つです。最適な切断結果を得るためには、これらの適切な調整が不可欠であり、切断の品質、精度、効率に影響を与えます。

高出力レーザー

ワット単位で測定される高いレーザー出力は、切断速度を速め、より厚い材料を切断する能力を可能にする。例えば、1000ワットのレーザーカッターは、600 mm/分の速度で10 mm厚の鋼を効率的に切断できる。高出力設定は特に金属の切断に適しており、エネルギーの増加により、より深い貫通と加工時間の短縮が実現します。

しかし、高いレーザー出力を使用すると、薄い材料を切断する際に熱による損傷を引き起こす可能性がある。過剰な出力は、溶融や反りを引き起こし、その結果、切断幅が広くなり、粗いエッジや焼け跡などの潜在的な品質問題を引き起こす可能性がある。したがって、高出力は切断効率を向上させるが、切断品質を損なわないように慎重に管理する必要がある。

低レーザー出力

低いレーザー出力は、高い精度と制御を必要とする作業に適しています。この設定は、熱による損傷のリスクを低減し、きれいでシャープな切断を保証するため、より薄い材料やより繊細な材料の切断に最適です。例えば、3mmのアクリルを切断する場合、出力設定50ワット、速度200 mm/分であれば、火傷することなくきれいなエッジが得られます。

低いレーザー出力とのトレードオフは、切断速度が遅くなり、厚い材料での能力が制限されることである。この設定は精度を向上させるが、大量生産や高密度の材料を切断する場合には効率的でないかもしれない。オペレーターは、精度の必要性と切断プロセスの全体的な効率のバランスを取る必要があります。

高い切削速度

高い切断速度は、各切断に必要な時間を短縮し、全体的な生産性を向上させます。例えば、薄い金属板を1000 mm/minで切断することは、精度がそれほど重要でない場合、非常に効率的です。

しかし、切断速度が速いと、特に厚い材料では品質に問題が生じる可能性がある。高速では、レーザーと材料の間の相互作用時間が不十分なため、切断が不完全になったり、エッジが荒くなったり、焦げ跡のリスクが高まったりする可能性がある。複雑なデザインや詳細な作業では、精度を維持し、材料に損傷を与えないために、低速が必要になることが多い。

低い切削速度

低速のカッティング・スピードは精度を高め、エッジをきれいに仕上げるので、細かい作業や厚い素材のカッティングに最適です。この設定により、カッティング・プロセスがよりコントロールしやすくなり、特に木材やアクリルのような繊細な素材を扱う場合に、焼き付きや反りのリスクを軽減することができます。

切断速度が遅いことの欠点は、生産時間の増加と熱影響部（HAZ）の可能性である。HAZとは、レーザーの高熱によって特性が変化する材料の領域を指す。長時間の照射は、材料に火傷の跡や変色を引き起こす可能性がある。オペレーターは、効率を損なうことなく希望の切断品質を達成するために、速度と精度の適切なバランスを見つけなければなりません。

レーザー出力と切断速度のバランス

レーザー出力と切断速度の関係は複雑に関連しており、最適な結果を得るためには適切なバランスを取ることが重要である。出力が高いほど、厚い材料を切断したり、切断速度を速くしたりすることができ、出力が低いほど、薄い材料をきれいに切断するために切断速度を遅くする必要がある。例えば、3mmのアクリルを切断する場合、90-100%のパワーで100～150mm/分の速度で切断すると、焦げずにきれいなエッジが得られます。

材料によってレーザー切断に対する反応が異なるため、品質の問題を避けるために特定の設定が必要になります。ステンレス鋼やアルミニウムのような金属は、より高い出力設定でより高速に切断することができるが、木材やアクリルのような材料は、焼き付きや不完全な切断を避けるために、より正確な設定が必要である。

材料と希望する切断品質に基づいてレーザー出力と切断速度を慎重に管理・調整することで、オペレーターはレーザー切断工程を最適化し、材料や装置を損傷することなく、効率的で正確な結果を得ることができる。

レーザー切断速度を上げる方法

レーザー切断速度を向上させる方法には、主に次のような側面がある：

レーザー出力を調整する： レーザー出力の大きさは、切断速度、シーム幅、切断厚さ、切断品質に直接影響する。適切なレーザー出力は切断効率を向上させるが、必要な出力は材料の特性と切断メカニズムによって異なることに注意することが重要である。例えば、炭素鋼を切断する場合、切断ガスの種類を変えることで切断速度を上げることができる。

切削パラメータの最適化 切断速度、出力、ガス切断の合理的な設定は、切断品質と効率に大きな影響を与える。切削計画をシミュレーションすることで、最適な切削経路を決定し、過度な切削や移動経路の繰り返しを回避し、切削速度を向上させることができます。

カッティングヘッド構造の改善： 適切なカッティングガスを選択し、カッティングヘッドの構造を改善することも、カッティングスピードを上げる効果的な方法のひとつである。

材料特性に応じた切削パラメータの調整 異なる金属材料（アルミニウム板、ステンレス鋼、炭素鋼、銅板、合金材料など）や材料の厚さは、レーザー切断の速度に影響を与えます。したがって、材料の特性に応じて切断パラメータを調整する必要があります。

機器の性能向上： 理想的な値に達するようにレーザー発振器の出力を強化することは、直接かつ効果的に切断速度と切断効果を向上させることができます。

ビームモードと焦点距離の調整： ビームのモードを調整し、一定の範囲内でレーザー切断速度の変化を確保することにより、最高の切断効果を達成するために、レーザー出力、切断速度、焦点距離を調整することに注意してください。

オートフォーカスレーザー切断ヘッドを使用： オートフォーカスレーザー切断ヘッドの使用は、機械の焦点合わせ速度を向上させ、手動焦点合わせによる時間の浪費を避け、間接的に切断速度を向上させることができる。

異なるレーザー出力下で切断効率を向上させるために最も重要な切断パラメータ（切断速度、出力など）とは？

異なるレーザー出力の下で、切断効率を向上させるための重要なパラメータには、切断速度、レーザー出力、焦点サイズ、焦点深度が含まれる。まず、レーザー出力は、切断速度と効率に影響を与える重要な要因の一つである。レーザ出力の増加に伴い、より速い切断速度を達成することができ、特に中・低厚板を加工する場合、レーザ出力の増加は、切断効率を大幅に向上させることができる。

さらに、安定した効率的な切断品質を得るためには、正しい焦点位置が極めて重要である。上記のパラメーターに加え、補助ガスの選択と流量も切断効率に大きな影響を与える。

酸素は金属の燃焼に関与することができ、ほとんどの金属の切断に適しているが、不活性ガスと空気は一部の金属の切断に適している。このことは、レーザー切断機のパラメータを選択する際に、レーザー出力と焦点設定を考慮するだけでなく、補助ガスの選択と流量も切断する材料の特性と要件に応じて調整する必要があることを示唆している。

レーザー切断の効率を向上させるための重要なパラメーターには、レーザー出力、切断速度、焦点サイズ、焦点深度、補助ガスの選択と流量などがある。これらのパラメータは、特定の切断作業や材料の特性に応じて最適化・調整する必要がある。

最高の切断結果を得るためにビームパターンと焦点距離を最適化するには？

レーザー切断のプロセスでは、最高の切断効果を得るためにビームパターンと焦点距離を最適化することが重要です。最初に、異なる材料と切断要件に基づいて適切な焦点位置を選択する必要があります。焦点の位置は、切断された材料の断面の細かさ、底部のスラグの状態、材料を切断できるかどうかに影響する。

例えば ファイバーレーザー切断機フォーカスが最適な位置にあるとき、最小のスリットと最高の効率を達成することができます。さらに、レーザービームの焦点を最小にする場合、初期効果を確立するために点撮影が使用され、光スポット効果の大きさに基づいて焦点位置が決定される。この位置が最適な加工焦点となる。

フォーカス位置の調整に加えて、回折多焦点光学素子を使用してビームパターンを最適化することができます。これらのユニークな回折光学部品は、フォーカス軸上でビームを分離し、改善された開先切断効果を示すことができる。さらに、最適化アルゴリズムによって入射光を回折させることで、切断効果を向上させることができるビーム整形器も重要なツールです。

実践的な作業では、切断効果を得るために焦点距離を正しく設定することが重要です。最適な切断焦点距離に調整する、重りを使って材料を平らにする、焦点定規を使って作業台の各エリアの高さが一定かどうかをチェックする、などの解決策がある。さらに、加工点間距離の最適化は、切断品質を向上させる側面もある。例えば、加工点間距離を1μmとすると、加工断面粗さの品質が向上する。

焦点位置を精密に調整し、回折光学部品とビームシェーパーを用いてビームパターンを最適化し、焦点距離と加工点距離の設定に注意を払うことで、レーザー切断時のビームパターンと焦点距離を効果的に最適化し、最高の切断効果を得ることができる。

ガスの種類と切断速度への影響

レーザー切断加工におけるガスの選択は、切断速度、品質、および全体的な効率に大きく影響します。異なるガスは材料と独自の方法で相互作用し、切断の精度、エッジの品質、レーザーの移動速度に影響を与える。これらの影響を理解することは、様々な材料におけるレーザー切断作業を最適化する上で極めて重要です。

酸素 (O2)

酸素はレーザー切断、特に炭素鋼に広く使用されている。酸素は金属との発熱反応を促進し、切断プロセスを向上させる。この反応は放熱に役立つだけでなく、燃焼をサポートし、切断速度の向上につながります。

• 炭素鋼： 炭素鋼を切断する場合、酸素は切断速度を大幅に向上させることができる。例えば、酸素を使用する1000Wレーザーは、厚さ10mmの炭素鋼を毎分約1.6メートル（m/分）で切断できる。炭素鋼との発熱反応により、切断がよりきれいになり、加工速度が向上する。
• エッジクオリティ： 酸素は速度を向上させるが、切断端の酸化を引き起こし、粗い仕上がりになる可能性がある。これは、多くの工業用途では一般的に許容できるが、高い精度ときれいなエッジを必要とする用途には適さない場合がある。

窒素（N2）

窒素は、ステンレス鋼やアルミニウムなど、酸化を防ぐ必要がある金属の切断によく使用される。窒素は切断部周辺の酸素を置換し、切断面の酸化物の形成を防ぎます。

• ステンレスとアルミニウム： 窒素は、溶けた材料や破片を吹き飛ばすことで、滑らかな仕上げを維持するのに役立つ。例えば、1000Wのレーザーは、窒素を使用して約3.5m/分の速度で3mm厚のステンレス鋼を切断できる。このガスが酸化を防ぐため、高品質できれいなエッジが得られる。
• スピードを考慮する： 窒素は酸素ほど切削速度を向上させないが、切削品質と酸化防止が最優先される用途では極めて重要である。

圧縮空気

圧縮空気は、木材、プラスチック、アクリルなどの非金属材料の切断によく使用される。冷却効果があり、切り屑の除去に役立つが、金属材料の切断速度を大幅に向上させることはできない。

• 非金属： アクリルや木材のような素材の場合、圧縮空気は素材を冷却し、微粒子を吹き飛ばすことで、切断品質を向上させることができます。これは、これらの材料で一般的な問題である溶融や燃焼を防ぐのに役立ちます。
• 金属： 圧縮空気は、切断速度の向上に必要な発熱反応を促進しないため、金属の切断にはあまり効果的ではない。金属切断における圧縮空気の使用は、切断効率よりもコスト削減が重要な用途に限られる。

アルゴン

アルゴンは不活性ガスで、特に薄い材料や酸化物のないクリーンな切断が必要な精密切断に使用される。アルゴンは酸化防止に役立ちますが、本質的に切断速度を向上させるものではありません。

• 精密アプリケーション： アルゴンは、高精度と最小限の酸化を必要とする特定の用途に、他のガスと組み合わせて使用されることが多い。例えば、きれいなエッジが不可欠な薄いステンレス鋼やアルミニウム板の切断などです。
• コンビネーションガス： アルゴンは、より厚い材料を切断するために水素のような他のガスと混合することができ、安定した不活性環境を提供することによって切断プロセスを向上させる。

一般的な見解

• ガス圧： カッティングガスの圧力は、カッティングスピードと品質に大きく影響します。圧力が低すぎるとシミが溶けて生産性が低下し、圧力が高すぎると表面が荒れたりスリットが広がったりします。材料の厚みに応じてガス圧を調整することが重要です。
• 素材の厚さ： 一般に、厚い材料は、溶融材料を効果的に吹き飛ばすために高いガス圧を必要とする。例えば、レーザー切断の場合、厚い炭素鋼には低い圧力が必要ですが、厚いステンレス鋼には高い圧力が必要です。
• ガスの純度： ガス、特に酸素の純度は、高い切断速度と品質を維持するために極めて重要である。不純物はガスの有効性を低下させ、切断速度の低下とガス消費量の増加につながります。

要約すると、レーザー切断で最高の結果を得るためには、適切なガス種を選択し、その圧力と純度を最適化することが不可欠です。各ガスには独自の利点と用途があり、切断速度と完成品の品質の両方に影響を与える。これらの影響を理解することで、オペレーターはレーザー切断工程を強化するための情報に基づいた決定を下すことができる。

レーザー切断速度を最適化するためのヒント

レーザー切断速度の最適化は、生産性の向上、切断品質の改善、運用コストの削減にとって極めて重要です。ここでは、さまざまな材料や用途で最適なレーザー切断速度を達成するためのヒントとテクニックを紹介します：

レーザー出力と焦点位置

レーザー出力と焦点位置を適切に調整することは、効率的な切断を達成するために不可欠である。

• より高いレーザー出力： より速い切断速度を達成するために、より厚い材料を切断するためにより高いレーザー出力を利用する。例えば、4000Wのレーザーは、低出力のレーザーと比較して、20mm厚の炭素鋼を高速で効率的に切断することができる。しかし、過剰な出力は、粗いエッジや材料の損傷を引き起こす可能性があります。
• レーザー出力を下げる： より薄い素材の精密加工では、レーザー出力が低いほど熱損傷のリスクが減り、よりきれいな切断が可能になります。例えば、50Wのレーザーで3mmのアクリルを切断すると、火傷することなく正確なエッジが得られます。
• 焦点位置の設定： 厚い材料の場合、貫通力を高め、きれいな切断を確実にするため、焦点位置を材料表面よりわずかに下に設定します。薄い素材の場合、焦点距離を短くすると、パワー密度が高まり、スポットサイズが小さくなるため、迅速なカットが可能になります。
• レンズの選択： 素材の厚みに応じて適切な焦点距離のレンズを選びましょう。焦点距離の短いレンズは薄い素材に、焦点距離の長いレンズは厚い素材に適しています。

素材に合わせた切削速度調整

切断する材料に応じて切断速度を調整し、性能と品質を最適化します。

• より厚い素材： 厚い被削材は、完全な貫通ときれいな切断を保証するため、切断速度を下げてください。例えば、厚さ10mmの炭素鋼を切断する場合、不完全な切断を避けるために速度を遅くする必要があります。
• より薄い材料： 薄い材料の切断速度を上げることで、品質を落とすことなく生産性を向上させることができます。例えば、ステンレス鋼の薄板は、適切な出力設定により、より高速で切断することができます。

アシストガス

アシストガスは、切断品質と速度を向上させることにより、レーザー切断において重要な役割を果たす。

• 金属用酸素： 酸素を使用すると、発熱反応によって炭素鋼の切削速度が向上し、より高速できれいな切削が可能になります。例えば、酸素は10mm厚の炭素鋼の切断速度を25-30%向上させることができます。
• ステンレスとアルミニウム用の窒素： 酸化を防ぎ、よりきれいなエッジを得るために窒素を使用する。切断速度を大幅に上げることはできないが、窒素はステンレスやアルミニウムの高品質切断を保証する。
• 非金属用圧縮空気： アクリルや木材のような非金属材料の切断には圧縮空気を使用し、材料を冷却して切り屑を吹き飛ばすことで、切断品質を向上させる。

ガス流量の調整

切断品質と効率を維持するため、ガス流量を監視・調整する。

• より厚い材料のための高流速： 厚い材料ではガス流量を増やし、カットパスから溶融材料を効果的に除去します。これにより、切断品質と速度を維持することができます。
• より薄い材料のためのより低い流量： 溶融材料の過剰な除去を避け、スムーズな切断を確実にするため、薄い材料には低いガス流量を使用する。

最初のピアッシングとカッティング・パス

最初のピアッシングを微調整し、より良い結果を得るためにカッティングパスを最適化します。

• ピアスの初期設定： オーバーヒートを防ぐため、厚い金属板用にピアスの初期設定を調整。プレピアスにより、切断工程をきれいに開始できます。
• カッティングパスの最適化： 非効率を避けるために、切断経路を正しく設定します。材料を通してレーザーがスムーズに動くようにし、必要に応じて切断パワー、ガス圧、焦点位置などのパラメータを調整するためにプロセスを監視します。

環境条件とメンテナンス

管理された環境を維持し、定期的なメンテナンスを行って切断性能を高める。

• 管理された環境： 切断品質を向上させるために、安定した作業環境を維持してください。高い周囲温度、過度の湿度、およびほこりの蓄積は、レーザーカッターの性能と切断品質に悪影響を及ぼします。
• 定期的なメンテナンス： ほこりやごみがレーザービームや光学系に影響を与えないよう、定期的にレーザーカッターを清掃し、メンテナンスしてください。

繰り返し率と頻度

材料の特性に基づいて繰り返し速度と周波数を調整する。

• 薄い素材により高い繰り返し率を： より薄い材料や柔らかい材料を切断する場合は、より高い繰り返し周波数（パルス周波数）を使用します。これにより、より均一なエネルギー分布が得られ、切断品質が向上します。
• 厚みのある素材では繰り返し率を下げる： 厚い材料や硬い材料には、低い繰り返し周波数を使用することで、1パルスあたりのエネルギーを増加させ、過度の熱を発生させることなく効果的な切断を実現します。

スピードとクオリティのバランス

最適な結果を得るために、切断速度と品質のバランスを慎重にとる。

• 切断速度の調整： 切断速度は、材料の厚みと希望する切断品質に基づいて調節してください。速度が速いと切断が不完全になり、速度が遅いと生産性が低下し、過度の焼き付きが発生する可能性があります。適切なバランスを見つけることが、速度と品質の両方を最適化する鍵です。
• 試行錯誤： トライアルカットを行い、必要に応じて設定を調整し、最良の結果を得る。切断プロセスを注意深く監視し、出力、速度、ガス流量などのパラメーターを少しずつ調整する。

これらのヒントとテクニックを実施することで、オペレーターはレーザー切断速度を最適化し、さまざまな材料や用途で効率的かつ正確で高品質な切断を実現することができる。

よくある質問

以下は、よくある質問に対する回答である：

炭素鋼に対する1000Wレーザーの一般的な切断速度は？

炭素鋼に対する1000Wレーザーの一般的な切断速度は、材料の厚さによって異なる。1mmまでの薄板の場合、切断速度は比較的速くなるが、具体的な速度は詳述されていない。1mmから5mmまでの中程度の厚さの場合、切断速度は一般的に2～3m/分（m/min）程度である。例えば、1000Wのレーザーであれば、厚さ5mmの炭素鋼を約2～3m/分で切断できる。10mmまでの厚い材料を切断する場合、速度は低下し、例えば8mm厚の炭素鋼は約1.6m/分で切断できる。これらの速度は、レーザー出力、材料の厚さ、レーザー切断機の特性などの要因に影響される。切断速度を適切に調整することは、最適な切断品質と効率を達成するために不可欠である。

レーザー出力は切断速度にどのように影響しますか？

レーザー出力は、レーザー切断加工における切断速度に大きく影響する。レーザー出力が高いほど、単位時間当たりにより多くのエネルギーを材料に与えることができるため、切断速度が速くなる。このエネルギーの増加により、レーザーはより早く材料を溶かし、気化させることができるため、切断工程を高速化することができる。逆に、レーザー出力が低いと、完全な貫通を確保し、切断品質を維持するために、切断速度を遅くする必要がある。

熱特性や光学特性などの材料特性も重要な役割を果たします。銅やアルミニウムのように熱伝導率の高い材料は、効果的な切断を行うために高いレーザー出力または遅い切断速度を必要とする。対照的に、ステンレス鋼のような熱伝導率の低い材料は、同じレーザー出力でより速い速度で切断することができます。

材料の厚さも重要な要素である。厚い材料は、完全に貫通するためにより多くのレーザー出力を必要とし、切断速度を低下させる必要がある。例えば、厚さ1mmの軟鋼を切断するには、1kWのレーザー出力と毎分20mの切断速度が必要な場合がある一方、厚さ10mmの軟鋼を切断するには、4kWのレーザー出力と毎分5mの切断速度が必要な場合がある。

アシストガスの種類と圧力も切断プロセスに影響を与える。アシストガスとして酸素を使用すると、発熱反応が促進され、窒素を使用する場合に比べて切断速度を速くすることができる。さらに、レーザービームの品質は集光スポットサイズと出力密度に影響し、ビーム品質が高いほど、より正確な集光と高い出力密度が可能になり、所定のレーザー出力でより速い切断速度をサポートします。

切断速度を上げると生産率は向上するが、刃先の品質が損なわれる可能性がある。切断速度が遅いと、制御性が向上し、よりきめ細かい切断品質が得られるが、生産効率は低下する。したがって、最適な結果を得るためには、材料特性、厚さ、希望する切断品質を考慮して、レーザー出力と切断速度のバランスをとることが不可欠である。

レーザー切断速度を最適化するためのベストプラクティスとは？

レーザー切断速度を最適化するには、効率と品質の両方を確保するために、いくつかのパラメーターを慎重にバランスさせる必要があります。ここでは、考慮すべきベストプラクティスを紹介する：

切断速度は、被削材の厚みと希望する切断品質に応じて調節してください。速度を速くすると、切断が不完全になったり、エッジが粗くなったりすることがあります。一方、速度を遅くすると、切断はきれいになりますが、生産性が低下することがあります。厚い材料の場合、完全な貫通を確保し、バーンマークやドロスの形成などの欠陥を最小限に抑えるには、一般に低速が必要です。

熱による損傷を避け、切断品質を維持するために、出力と速度のバランスをとる。レーザー出力が高いほど、特に厚い材料や反射しやすい表面では切断速度が速くなりますが、高精度を必要とする繊細な作業には出力が低い方が適している場合があります。

レーザービームの焦点位置が材料表面に対して正確に較正されていることを確認して、最大限のエネルギーを供給し、カットエッジが先細りにならないようにします。導電性の高い材料の場合、焦点位置を材料表面よりわずかに上にすると、急速な熱放散を管理するのに役立ちます。

パルス周波数（繰り返し周波数）を適切に調整する。高い周波数は、エネルギーをより均等に分散させることで、薄い材料の切断の滑らかさを向上させることができ、低い周波数は、パルス間に十分な冷却時間を確保するために、厚い材料に効果的です。

アシストガスのパラメータを正しく設定する。アシストガスの種類と圧力は極めて重要である。溶融金属を効果的に除去するには、厚い材料には高いガス流量が必要ですが、溶融プールの分散を防ぐには、薄い材料には低いガス流量が適しています。銅や真鍮のような導電性の高い材料には、酸化を防ぎ、きれいな切断面を得るために、窒素アシストガスを使用することが多い。

材料に応じた調整を行う。材料によって、レーザー切断パラメータに対する反応は異なります。銅やアルミニウムのような熱伝導率の高い金属は、放熱とドロス形成を管理するために、より高いピーク出力、パルス成形技術、ビームウォブリングが必要です。ステンレス鋼の場合は、正確な焦点と適切なデューティサイクル調整が不可欠です。

デューティ・サイクル（レーザーが作動している時間の割合）を管理する。デューティサイクルを高くすると切断速度が向上しますが、過熱や材料の損傷につながる可能性があります。最適な結果を得るためには、材料特性に基づいて調整する必要があります。

プロジェクトを開始する前に、スクラップ材でテスト・カットを行い、パワー設定、カッティング・スピード、その他のパラメーターを微調整する。高水準の切断品質を維持するため、フォーカス位置やその他の設定を定期的に校正する。

切断パターンは、レーザー出力の利用方法に影響する可能性があるため、考慮してください。複雑なパターンでは、速度を犠牲にすることなく精度を維持するために、より遅い速度または調整された出力レベルが必要になる場合があります。パターンの選択は、材料全体の熱分布にも影響し、最終的な切断品質に影響を与える可能性があります。

これらのパラメーターを慎重に調整し、切断する材料の特性を考慮することで、レーザー切断速度を最適化し、効率的で高品質の結果を得ることができます。

ガスの選択はレーザー切断の速度と品質にどのような影響を与えますか？

レーザー切断におけるガスの選択は、切断速度と切断品質の両方に大きく影響する。切断される材料の種類と希望する結果に基づいて、さまざまなガスが選択されます。

酸素は炭素鋼の切断に一般的に使用されるが、これは酸素が材料と発熱的に反応するため、切断プロセスが向上し、切断速度が速くなるからである。しかし、この反応は切り口のエッジを酸化させる可能性があり、用途によっては望ましくない場合もある。

窒素は酸化を防ぐ不活性ガスであるため、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの材料の切断に適しており、クリーンで正確なエッジが得られる。窒素切断は一般的に高いガス圧を必要とするが、酸素に比べて高いエネルギー入力でより速い切断速度を達成できる。

アルゴンは、窒素が反応して低品質のエッジを生成する可能性があるチタンのような材料の切断に使用されます。アルゴンは酸化や窒化を防ぎますが、窒素よりも高価です。超高品質のチタン切断には、アルゴンとヘリウムのブレンドを使用することで、より速い切断速度と非常にきれいなエッジを実現できます。

圧縮空気は最も経済的な選択肢であり、アルミニウムやステンレスを含む幅広い素材に適している。コンタミネーションを避けるために高圧と低露点が必要ですが、酸化を最小限に抑えることができ、薄い素材の繊細な特徴にはあまり適していません。

切削速度に関しては、酸素は材料と反応することで切削プロセスを向上させるが、一般に発熱反応のため切削速度は遅くなる。しかし、低出力のシステムで厚い材料を効果的に切断することができる。窒素は、その不活性な性質と高い圧力を必要とするため、切断速度が速くなり、切断領域から溶融材料を効率的に除去するのに役立ちます。アルゴンとヘリウムの混合は、ヘリウムの優れた熱伝達特性により、チタンの切断速度を速めることができます。

ガスの選択は切断品質にも影響します。窒素とアルゴンは、酸化物のないきれいなエッジを作り出し、これは高精度と低公差の限界に極めて重要です。酸素は酸化したエッジを生成する可能性があり、用途によっては受け入れがたい場合があります。アシストガスは、切断部から溶融材料を吹き飛ばすのに役立ち、再堆積を防ぎ、滑らかなエッジを確保します。この目的のためには、特に窒素やアルゴンのような不活性ガスでは、高いガス圧が重要です。適切なガス圧により、切断面が粗くならず、スリットが広くならず、切断部の部分的な溶融を避けることができます。

ガス圧も重要な要素である。圧力が足りないと切断時に溶融が起こり生産効率が低下し、圧力が高すぎると切断面が荒れたりスリットが広がったりする。最適なガス圧力は、材料の厚さによって異なります。例えば、炭素鋼を切断する場合、圧力は材料の厚みが増すにつれて小さくなり、ステンレス鋼の場合は厚みが増すにつれて大きくなります。

要約すると、ガスの選択とその圧力は、望ましい切断速度と品質を達成するために非常に重要です。それぞれのガスには特有の利点があり、異なる材料に適しています。また、ガス圧を最適化することは、高品質の切断を維持するために不可欠です。