金型加工における産業用加工レーザーの応用解析

現在、レーザー加工に使用される産業用レーザーには、固体レーザーとガスレーザーの 2 種類があります。 その中でも固体レーザーはNd:YAGレーザーに代表されます。一方、ガスレーザーは CO2 レーザーに代表されます。 レーザー技術の発展に伴い、特定の加工用途で高出力ファイバー レーザーや高出力半導体レーザーが使用され始めています。

1) Nd:YAG レーザー

Nd:YAG レーザーのレーザー加工材料は、レーザー波長 1.06μm の固体 Nd:YAG ロッドです。 この種のレーザーはレーザー変換効率が低く、YAG ロッドの体積と熱伝導率に制限があるため、平均レーザー出力は高くありません。 ただし、Nd:YAG レーザーは Q スイッチを介してレーザー出力のパルス幅を圧縮できるため、パルスモードでの動作時に高いピークパワー (108W) を得ることができ、高ピークを必要とするレーザー加工用途に適しています。力;もう 1 つの大きな利点は、光ファイバーを介して伝送できるため、複雑な伝送光路の設計と製造が不要であり、3 次元加工に非常に役立ちます。 また、周波数トリッピング技術によりレーザー波長を355nm（紫外）に変換し、レーザー三次元造形技術に利用することができます。

2）CO2レーザー（ガイド：ワークの切削工具研削方法の特徴として）

CO2レーザーのレーザー加工材料はCO2混合ガスで、主な用途レーザー波長は10.6μmです。 この種のレーザーのレーザー変換効率は高く、レーザー加工によって発生した熱は対流または拡散によってレーザー利得領域の外側に素早く伝達され、平均レーザー出力パワーは非常に高いレベル (10,000 以上) に達する可能性があるためです。ワット）、高出力レーザー加工の要件を満たします。 国内外のレーザー加工に使用される高出力CO2レーザー、主にクロスフローレーザーとアキシャルフローレーザー：

①クロスフローレーザー：クロスフローレーザーのビーム品質はあまり良くありません。 マルチモード出力で主に熱処理や溶接に使用されます。 私の国は、レーザー熱処理と溶接の国内需要を満たすことができるさまざまな高出力クロスフローCO2レーザーシリーズを生産することができました。

② アキシャルフローレーザー：アキシャルフローレーザーのビーム品質は良好であり、基本モードまたは準基本モード出力です。 主にレーザー切断や溶接に使用されます。 私の国のレーザー切断装置市場は主に外国製のアキシャルフローレーザーによって占められています。 国内のレーザーメーカーは海外のアキシャルフローレーザーに多くの取り組みを行っていますが、主要な付属品を依然として輸入する必要があるため、製品の価格が大幅に下がりにくく普及率が低いです。

新型の回転ガス流を採用したスワール CO2 レーザーは、アキシャルフロー CO2 レーザーの優れたビーム品質と、低コストで小型のクロスフロー CO2 レーザーの利点を兼ね備えています。 この種の産業用加工レーザーの促進と応用は、我が国のレーザー加工産業の発展と普及を促進する上で積極的な役割を果たすでしょう。 選択的レーザー溶解 (SLM) 技術とレーザー エンジニアリング ネット シェイピング (LENS) 技術には、成形部品の優れたコンパクト性、高い冶金的結合構造と高精度、および製造された金型の長寿命という利点があります。 業界では全般的に注目しており、海外ではさまざまな機器のプロトタイプが発売され、商品化され始めているものもあります。現在の国内の研究と応用はまだ初期段階にあります。

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