レーザーカッターで切断できる材料は、木材からプラスチック、鋼鉄からセラミックまで多岐にわたります。
レーザー切断の幅広い用途を見てみましょう。
航空および航空宇宙
航空宇宙とレーザー切断技術は常に密接に結びついています。ボーイング社は1年代にエンジンにレーザー切断技術を採用した最初の企業の一つでした。
航空宇宙旅行は、材料と技術に対する要求が最も高い分野です。現代のエンジンは、より高い性能を達成すると同時に、燃料消費量を削減する必要があります。この目標を達成するには、強度を向上させ、密度を低減した材料を利用することが最も効率的な方法であり、レーザー加工はこうした目標達成に適していることが証明されています。
航空宇宙分野におけるレーザーの出力は、数百ワットから数千ワットの範囲です。合金・超合金板の切断・溶接、タービンエンジンの深穴加工、ガスタービンエンジンブレードの修理、防氷パネルのオンザフライ加工、表面熱処理などに利用されています。これらの技術により、エンジンは高温下でも効率的に稼働することが可能です。
航空宇宙分野では、超高速レーザーカッターも使用されています。超高速レーザーには、ピコ秒（1×10-12秒）とフェムト秒（2×1-10秒）の12種類があります。これらのレーザーはパルス持続時間が極めて短いため、ピーク出力はギガワットに達し、ほぼあらゆる材料をレーザー照射下で瞬時に分解することができます。
ヒント：
• 材料の強度は向上しますが、密度は低下します。
• 加工の汎用性が非常に高く、レーザーパラメータを調整することで、切断、穴あけ、溶接、クラッディングなどの複数の作業を 1 台のマシンで実行できます。
太陽電池パネル
太陽光発電パネルの製造には、導電性材料と光活性材料の薄い層が複数必要です。これらの層は構造化され、穴あけ加工され、ケーブルで接続されます。
薄膜太陽電池のエッジ除去にはレーザーが用いられます。薄膜太陽電池モジュールを腐食や長期的な短絡から保護するため、モジュールのエッジ部分の積層システムを除去し、ラミネート加工します。2000年代には、シリコンウェハのエッジ部分から数ミリメートルの半導体材料を除去するために、太陽光発電業界全体がレーザー技術へと移行しました。この除去を行わないと、エッジ部分で望ましくない短絡が発生する可能性があります。
このプロセスでは、レーザービームは毎秒700mm以上の速度で動作し、短絡のリスクは極めて低いです。これは、現在市場に出回っている他のどの技術よりもはるかに信頼性が高く、例えばサンドブラストよりも優れています。
太陽光パネルの建設において、レーザーが効果的に実現する2つ目の作業は、太陽電池の穴あけです。レーザーは非接触で動作し、機械的な電荷を発生させることなく、非常に迅速に所定の位置に配置できます。XNUMX秒間に数千個の穴を開けることができます。
ヒント：
• 極めて小型で精密な太陽電池を製造します。
• 安価です。
• 時間がかかりません。
• 生産ラインへの統合が容易です。
• 非接触、正確、プロセス安全。
• ショートの危険性は非常に低いです。
• 現在市場に出回っている他のどの技術よりもはるかに信頼性が高い。
ファッション
レーザーカッターはかつてオートクチュールデザイン専用でしたが、現在ではメーカーにとってもこの技術はより容易に利用できるようになっています。現在では、既製服のランウェイコレクションや、TopshopやASOSなどの小売店で、レーザーカットされたシルクやレザーを目にすることが一般的になっています。
一般的に、レーザーカットは合成繊維に最も効果的です。合成繊維に含まれるプラスチックは加工中に溶けるため、ほつれない完璧な裁断面が得られます。一方、天然繊維はレーザーの熱によって繊維が固定されるため、多少のダメージを受けます。そのため、生地の種類やレーザーの強度に応じて調整することで、裁断面の変色が見られる場合が多くあります。
レーザーは革製品にも非常に効果的です。例えば、フランスの馬具職人兼デザイナーであるエルメスは、自社の工房に複数のレーザーを導入し、革の裁断に使用しています。この精密な技術のおかげで、職人たちは一枚の革から5～XNUMX個のバッグを裁断できるようになりました。刃物で裁断していたときほど、貴重で高価な素材を無駄にすることなく、作業を進めることができます。
ヒント：
• 高精度。
• きれいなレーザーカット。
• ほつれを防ぐために布端を密封します。
• 独自のマシンで、シルク、ナイロン、レザー、ネオプレン、ポリエステル、綿など、さまざまな素材をカットできます。
• レーザーカットは生地に圧力をかけずに行われるため、カットプロセスのどの部分でも衣服に触れるものはありません。
• 生地に意図しない跡が残らないので、シルクやレースなどの繊細な生地に特に効果的です。
ロボット、ドローン、電子工作
レーザー カッターは、電子産業のほぼすべての材料に対して効率的な切断ソリューションを提供します。
例えば、MicroSDカードの場合、レーザーカッティングはウォータージェットカッティングと同等の性能で3倍のコスト効率を実現します。回路基板のレーザーカッティングも同様です。携帯電話やスマートフォンの製造において、レーザーカッティングはあらゆる段階で強力なツールとなります。レーザーはプラスチックボックスの切断、キーボードの各種プラグ用の穴あけ、ブランドの刻印などに用いられます。さらに、画面を保護するためのプラスチックパッチを溶かす際にもレーザーが使用されています。
ドローンやロボットでは、デバイスの部品だけでなく電子部品にもレーザー切断が必要になることがよくあります。
ヒント：
• スキャンヘッドによるビーム偏向により、再プログラム可能な複雑な輪郭を短時間で切断できます。
• 他の切断プロセスとは異なり、レーザーは摩耗することがないため、継続的な処理品質が保証されます。
• 密閉され、きれいなエッジ。
