レーザーカッターは何に使用されますか?

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 1970 つであったことを思い出してください。

航空および宇宙旅行では、材料と技術に対する要求が最も厳しく、現代のエンジンは、燃料消費量を削減しながら、さらに高い性能を達成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使用することが最も効率的な方法であり、レーザー材料加工は、こうした目標に適していることが証明されています。

航空宇宙産業では、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。レーザーは、合金や超合金のシートの切断や溶接、タービンエンジンの深穴あけ、ガスタービンエンジンのブレードの修理、除氷パネルのオンザフライドリル加工、表面の熱処理などに使用されています。これらの技術により、エンジンは高温でも効率的に作動できます。

航空宇宙産業では、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 (1x10-12 秒) とフェムト秒 (2x1-10 秒) の 12 種類があります。これらのレーザーのパルス持続時間は非常に短いため、ピーク電力はギガワットに達し、レーザー照射によってほぼすべての種類の材料を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。

• 処理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いくつか必要です。これらの層は構造化され、穴が開けられ、ケーブルで接続されます。

レーザーは、薄膜太陽電池のエッジ削除に使用されます。薄膜太陽電池モジュールを腐食や長期の短絡から保護するために、モジュールのエッジの積層システムを除去してラミネートします。2000 年代には、シリコンウェーハのエッジから半導体材料の数ミリメートルの部分を除去するために、太陽電池業界全体がレーザーに切り替えました。そうしないと、エッジ周辺で望ましくない短絡が発生します。

このプロセス中、レーザービームは 700 mm/秒以上の速度で動作し、短絡のリスクは非常に低くなります。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、たとえばサンドブラストよりも優れています。

ソーラーパネルを組み立てる際にレーザーによって成功裏に達成される 2 番目の作業は、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。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はオートクチュールデザイン専用でしたが、現在ではこの技術はメーカーにとって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はより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で最も効果的です。これらの繊維のプラスチックは処理中に溶けるため、ほつれない密封された完璧な端ができます。一方、天然繊維はレーザーの熱によってわずかに損なわれ、繊維が所定の位置に留まります。このため、通常はカットの端が変色しますが、繊維とレーザーの強度に応じて調整して跡を消すことは可能です。

レーザーは革製品にも非常に効果的です。たとえば、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、革の皮を裁断するのに使用しています。この精密な技術のおかげで、職人は 5 枚の皮から～個のバッグを裁断できるようになりました。刃物で裁断する場合ほど貴重で高価な素材を失うことはありません。

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。

たとえば、MicroSD カードの場合、レーザー切断はウォータージェット切断と同等の性能で 3 倍のコスト効率を実現します。回路基板のレーザー切断でも同じことが言えます。携帯電話やスマートフォンの製造では、レーザー切断は構想のあらゆる側面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を切断し、さまざまなプラグ用のキーボードの穴を開け、ブランドを刻印します。レーザーは、スクリーンを保護するプラスチックパッチを溶かすのにも使用されます。

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。