あなたが製品エンジニアまたは調達スペシャリストの場合、シートメタルの切断方法を選択することを任されています, 木材, またはプラスチック, おそらく疑問に思うでしょうレーザー切断 適切です. それはそこに最も多才なCNCプロセスの1つですが、それはどのように機能しますか? どのレーザータイプを選ぶべきか? そして、いつウォータージェットやプラズマ切断などの代替品よりも安いですか? このガイドは、これらすべての質問に現実世界の例で答えます, データ, そして、あなたがあなたのプロジェクトに最適な選択をするのに役立つ実用的なヒント.
レーザー切断とは何ですか? 簡単な故障
レーザー切断 CNCです (コンピューター数値制御) 高出力レーザービームを使用してカットするプロセス, 彫刻します, またはドリル材料. 従来の切削工具とは異なります (物理的に素材を押し通します), レーザーは、激しい光エネルギーを小さな場所に集中させることで機能します。, 蒸発します, または材料を燃やします, クリーンを作成します, 正確なカット.
これがどのように機能するかについての段階的な見方です:
- レーザー生成: 閉じた容器内, 電気放電は「レーザー材料」を刺激します (Co₂レーザー用の二酸化炭素のように) 高密度ライトビームを作成します.
- ビームフォーカス: 光学 (レンズまたは鏡) レーザービームを小さなポイントに狭めます (多くの場合、幅はわずか0.1〜0.3 mmです) 最大精度のため.
- 材料切断: CNCシステムは、ワークピース全体のレーザーの動きを制御します. ビームが素材に当たると, ターゲット領域を気化または溶かします。.
- 破片の除去: 小さなエアジェットが溶けた材料を吹き飛ばします (「ドロス」と呼ばれる) カットをきれいに保つため.
結果? ポスト処理のニーズが最小限の部品 - ほとんどのアプリケーションに必要なサンディングやファイリングはありません.
3 レーザー切断機の種類: どちらを選ぶか?
すべてのレーザーカッターが同じではありません. 3つの主要なタイプ - CO₂レーザー, 光ファイバーレーザー, そしてYagレーザー - それはユニークな強みを持っています, 弱点, そして理想的な用途. 以下は、あなたが正しいものを選ぶのを助けるための詳細な比較です.
レーザータイプの比較テーブル
| レーザータイプ | 重要な利点 | 主な短所 | 材料に最適です | 理想的なアプリケーション |
|---|---|---|---|---|
| co₂ (二酸化炭素) | •高エネルギー効率 •高出力比 •非金属の低コスト | •厚い板金には適していません •金属の繊維レーザーよりも遅い | 紙, 木材, プラスチック, 薄い金属 (最大3mmスチール) | 彫刻標識, プラスチック部品の切断, 薄い材料の掘削 |
| 光ファイバー | •超高速切削速度 •高精度 (公差: ±0.05mm) •金属の高効率 | •CO₂レーザーよりも高い前払いコスト •厚い非金属ではあまり効果的ではありません | 鋼鉄, ステンレス鋼, アルミニウム, 銅 | 板金部品の切断 (自動車, 航空宇宙), 金属の看板 |
| うん (yttrium-aluminum-garnet) | •優れた柔軟性 •ポータブル (より小さなマシン) •金属と非金属の両方で動作します | •エネルギー効率の低下 •メンテナンスコストの増加 | 薄い金属, プラスチック, 陶器 | 小さな部品のプロトタイピング, 現場の切断ジョブ |
実世界の例: シートメタルサプライヤーの選択
自動車用に使用するために1mmのステンレス鋼のブラケットを作るサプライヤーが最初に使用しましたCO₂レーザー. それが機能している間, 各ブラケットがかかりました 45 カットする秒 - 10,000ユニットの注文では遅い. 彼らはaに切り替えました光ファイバーレーザー, 同じブラケットをちょうどカットします 12 秒. より速い速度により、彼らは注文を満たすことができます 3 日 (の代わりに 10) 人件費の削減 65%.
レッスン? 金属部品用, 光ファイバーレーザーは、特に大量の実行の場合、より高い前払いコストの価値があります.
レーザー切断でどの材料を切ることができますか?
レーザー切断は、数百の材料で動作します, しかし、それは最も効果的です薄いシート (厚い材料は、より多くのエネルギーをカットして使用するのに時間がかかるので). 以下は、一般的な材料の内訳です, それらの最大の遮断可能な厚さ, 典型的な用途.
一般的なレーザーカット材料 & 仕様
| 材料 | 最大切断厚 | レーザータイプに最適です | 主な利点 | 例の使用 |
|---|---|---|---|---|
| アルミニウム | 15mm | 光ファイバー, うん | 軽量, 耐性耐性 | 航空宇宙括弧, 自動車部品 |
| 鋼鉄 (軽度) | 6mm | 光ファイバー | 強い, 低コスト | 構造部品, ツールボディ |
| ステンレス鋼 | 8mm | 光ファイバー | さび耐性, 耐久性 | キッチンアプライアンス, 医療ツール |
| 銅 & 真鍮 | 5mm | 光ファイバー (高電力) | 高い導電率 | 電気コンポーネント, 装飾的な部分 |
| 木材 (合板) | 25mm | co₂ | 彫刻しやすい, 低コスト | 家具部品, 看板 |
| プラスチック (腹筋, HDPE) | 10mm | co₂ | きれいなカット, 融解残留物はありません | おもちゃの部品, エレクトロニクスケーシング |
クリティカルノート: これらの材料を避けてください
一部の材料は、レーザーカットのときに有毒な煙を放出します。:
- PVC (塩素ガスを放出します)
- ポリカーボネート (気化する代わりに溶けます, 粘着性の残留物を残します)
- フォーム (レーザーの暑さから火をつけることができます)
レーザー切断対. その他の切断方法: 長所 & 短所
レーザー切断が唯一の選択肢ではありません。しばしば比較しますプラズマ切断 (厚い金属の場合は高速です) そしてウォータージェット切断 (高精度, 熱損傷はありません). 以下は、それらが積み重なる方法です.
切断方法比較テーブル
| 特徴 | レーザー切断 | プラズマ切断 | ウォータージェット切断 |
|---|---|---|---|
| 精度 (許容範囲) | ±0.1–0.2mm (光ファイバーに最適です) | ±0.5–1.0mm | ±0.05–0.1mm (最も正確です) |
| 材料の柔軟性 | 金属で動作します, 木材, プラスチック, 等. | 厚い金属に最適です (10mm+) | ほぼすべての材料で動作します (石でさえ) |
| 熱の影響を受けたゾーン (ハズ) | 小さい (最小限の歪み) | 大きい (金属はワープできます) | なし (コールドカット) |
| 料金 (1時間あたり) | $150 - 300ドル (光ファイバー: $250 - 300ドル) | $100 - 200ドル | $300 - 500ドル (最も高価です) |
| 後処理ニーズ | 最小限 (ほとんどの部品にサンディングはありません) | 高い (滑らかなエッジに研削が必要です) | 最小限 (きれいなカット) |
| それは彫刻できますか? | はい (CO₂および光ファイバー) | いいえ | いいえ |
レーザーカッティングを選択するタイミング
- あなたが必要です 切断と彫刻の両方 (例えば。, ブランドの金属部品).
- あなたの素材は薄いです (金属の場合は8mm未満) 厳しい許容範囲が必要です.
- あなたは反りを避けたいです (レーザーの小さなハズは、血漿よりも優れています).
例えば, ジュエリーメーカーが使用しますCO₂レーザー切断 刻まれたデザインを備えた0.5mmステンレススチールペンダントを作成します. ウォータージェット切断はペンダントを作る可能性があります, しかし、それは彫刻することはできません。そのため、メーカーは2番目のプロセスが必要です, コストと時間を追加します. レーザー切断は両方とも1つのステップで行われます.
レーザー切断コストはいくらですか?
レーザー切断コストは3つの要因に依存します: レーザータイプ, 材料, そして一部の複雑さ. 以下は、予算を支援するための典型的なコストの内訳です.
レーザータイプによるコストの内訳
| コストファクター | CO₂レーザー | 光ファイバーレーザー | Yagレーザー |
|---|---|---|---|
| マシンコスト (新しい) | $20,000 - $ 80,000 | $50,000 - 200,000ドル | $30,000 - $ 100,000 |
| 運用コスト (1時間あたり) | $50 - $ 100 (エネルギー + メンテナンス) | $80 - $ 150 | $70 - 120ドル |
| 部品ごとのコスト (1MMスチールブラケット) | $0.75 - $ 1.00 | $0.30 - $ 0.50 | $0.50 - $ 0.70 |
ヒントの場合: ネスティングソフトウェアでコストを削減します
「ネスティング」は、廃棄物を最小限に抑えるために、単一の材料に複数の部品を配置する手法です. 例えば, 1M x 1Mスチールのシートが収まることができます 20 の代わりに小さなブラケット 15 適切にネストされている場合. ほとんどのレーザーカッティングショップはネスティングソフトウェアを使用しています。これにより、材料コストを15〜25％削減する.
レーザー切断に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, レーザー切断は、特に精度と速度が重要な場合、シンシートプロジェクトの「ワンストップ」ソリューションとして見られます。. クライアント向け, レーザータイプをそれらの材料に一致させることから始めます: 非金属の場合, 金属の光ファイバー. また、前払いの設計チェック（シンプルな調整）も強調しています (部分的な複雑さを減らすようなものです) 削減時間を切ることができます 30%. 例えば, 私たちは、クライアントが不必要な穴を取り除くためにステンレス鋼の部品の設計を作り直すのを手伝いました, 一部のコストを削減します $1.20 に $0.85. レーザー切断が計画されているときに最適に機能します。デザインと生産のギャップを埋めるために効率を最大化するのに役立ちます.
レーザー切断に関するFAQ
1. レーザー切断は厚い材料を処理できます (15mm以上のアルミニウム)?
できる, しかし、それは費用対効果ではありません. 厚い材料は切断に時間がかかります (人件費の増加) より多くのエネルギーを使用します. 15mm以上の材料用, ウォータージェットの切断の方が優れています。それは速く、熱損傷を回避します.
2. 小さな部品のCNC加工よりも安いレーザー切断ですか?
薄い場合, 平らな部品 (括弧や標識のように), はい. レーザー切断はより速いです (ツールのセットアップは必要ありません) 廃棄物が少ない. 3D部品または厚い材料用, CNCの機械加工の方が優れています。レーザー切断は深く処理できません, 複雑なジオメトリ.
3. レーザーカット部品は、後処理が必要です?
ほとんどはそうではありません. レーザー切断は滑らかなエッジを残します, 特に光ファイバーレーザーで (金属用) またはCO₂レーザー (プラスチック用). 唯一の例外は厚い金属です (6mmを超えるスチール), 小さなドロスを除去するために軽い研削が必要になる場合があります.
