レーザー切断装置の種類は何ですか？

レーザー切断装置の種類は、使用するレーザーの種類と、操作中のレーザーの移動方法によって異なります。 切断に使用されるレーザーの主な種類は、二酸化炭素（CO ₂ ）レーザーと、ネオジム（Nd）がドープされたガラスまたは結晶ゲイン媒体を使用する固体レーザーです。 レーザー切断機の物理的な構成は、フライングオプティクス、移動材料、ハイブリッドシステムと呼ばれる3つのカテゴリに分類できます。 レーザーからの出力は、パルスまたは連続のいずれかです。 レーザーマイクロジェットと呼ばれる一部のレーザー切断システムには、切断プロセスを支援するウォータージェットが組み込まれています。

CO ₂レーザーは、二酸化炭素、窒素、およびヘリウムで構成されるゲイン媒体を使用するガスレーザーの一種で、水素、キセノン、または水蒸気を含む場合もあります。 ゲイン媒体は、電気によって励起または励起され、赤外線のビームを生成します。 一部の産業用CO ₂レーザーは数キロワットの出力を生成するため、非常に高い出力を得ることができます。 CO ₂レーザーを使用したレーザー切断装置は、スチール、アルミニウムなどの金属、およびプラスチック、布、木材などの他の材料に使用されます。

ネオジムドープレーザーは、希土類金属ネオジムをドープした固体ゲイン媒体を使用するレーザーで、ダイオードレーザーまたはフラッシュランプからの光で励起されます。 最も一般的な媒体は、ネオジムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネット（Y ₃ A _l5 O ₁₂ ）、またはNd：YAGです。 レーザーに使用されるその他のネオジムドープ材料は、オルトバナジン酸イットリウム（YVO ₄ ）、フッ化イットリウムリチウム（LiYF ₄ ）、および二酸化ケイ素（SiO ₂ ）を主成分とするガラスです。 これらのレーザーは非常に強力で、主に金属やセラミックの切断に使用されます。

ほとんどのレーザー切断装置は、3つの方法のいずれかで構成されています。 移動する材料レーザーでは、加工される材料は可動性です。 フライングオプティクスレーザーでは、レーザーが両方の水平軸上を移動する間、加工される材料は静止しています。 ハイブリッドレーザーでは、ワークピースは一方の水平軸（通常は2つのうち長い方）に沿って移動しますが、レーザーはもう一方の水平軸に沿って移動します。 同様に、多軸レーザーカッターと呼ばれる、より多くの軸で切断できるレーザー切断装置は、ワークピースまたは切断ヘッドがその各軸で移動するかどうかによって設計が異なります。

各構成には異なる利点があります。 フライングオプティクスマシンは、他のタイプよりも高速です。 移動材料レーザーは最も低速ですが、光学システムはより単純です。 ハイブリッドレーザーは、移動する材料レーザーよりも高速ですが、飛行光学装置よりも優れた出力効率と複雑さの少ない光学を備えています。

切断レーザーのビームをパルス化して、一連の短いが高速の光パルスを発射することができます。 パルスレーザーは、短期間しか持続しない高エネルギー出力を必要とする用途に役立ちます。 また、連続ビームにさらされると融解する危険性のある感熱材料にも使用されます。 パルスビームは、レーザージェットでも使用されます。この場合、ウォータージェットはビームを誘導し、加工中の材料を冷却します。