レーザーカットガラス：知っておくべきことすべて [2024]
ほとんどの人がガラスについて考えるとき、ガラスは繊細な素材で、過度の力や熱を加えると簡単に壊れてしまうものだと想像します。
このため、ガラスが実際にレーザーで切断できる.
レーザーアブレーションと呼ばれるプロセスにより、高出力レーザーは、ひび割れや破損を引き起こすことなく、ガラスから形状を正確に除去、つまり「切断」することができます。
目次:
1. ガラスをレーザーカットできますか?
レーザーアブレーションは、極めて集中したレーザービームをガラスの表面に照射することによって機能します。
レーザーからの強力な熱により、ガラス材料のごく一部が蒸発します。
プログラムされたパターンに従ってレーザー光線を動かすことで、複雑な形状やデザインを驚くほどの精度で切り取ることができ、解像度はわずか数千分の1インチに達することもあります。
物理的な接触に依存する機械的な切断方法とは異なり、レーザーは非接触切断を可能にし、材料に欠けやストレスを与えることなく非常にきれいなエッジを生成します。
レーザーでガラスを「切る」という考え方は直感に反するように思えるかもしれませんが、レーザーは材料の加熱と除去を極めて正確に制御できるため、可能です。
切断が少しずつ徐々に行われる限り、ガラスは熱を十分速く放散できるため、熱衝撃で割れたり爆発したりすることはありません。
このため、レーザー切断はガラスにとって理想的なプロセスとなり、従来の切断方法では困難または不可能であった複雑なパターンを生成できるようになります。
2. どのようなガラスがレーザーカットできますか?
すべての種類のガラスが同じようにレーザーカットできるわけではありません。レーザーカットに最適なガラスは、特定の熱特性と光学特性を備えている必要があります。
レーザー切断に最も一般的かつ適したガラスの種類には次のようなものがあります。
1. 焼きなましガラス：追加の熱処理が施されていないプレーンフロートガラスまたは板ガラス。カットや彫刻は良好ですが、熱応力によるひび割れが発生しやすくなります。
2. 強化ガラス：強度と耐破損性を高めるために熱処理されたガラス。耐熱性は高いが、コストは高くなります。
3. 低鉄ガラス：鉄含有量を減らしたガラスで、レーザー光をより効率的に透過し、残留熱の影響を抑えて切断します。
4. 光学ガラス：高精度光学用途に使用される、減衰が少なく光透過率が高い特殊ガラスです。
5. 溶融シリカガラス：極めて高純度の石英ガラスで、高レーザー出力にも耐え、比類のない精度と細部にわたるカット/エッチングが可能です。
一般的に、鉄含有量の少ないガラスはレーザーエネルギーの吸収が少ないため、より高品質かつ効率的にカットされます。
3mmを超える厚いガラスには、より強力なレーザーが必要です。ガラスの組成と加工方法によって、レーザー切断への適合性が決まります。
3. ガラスを切断できるレーザーは何ですか?
ガラスの切断に適した産業用レーザーにはいくつかの種類があり、最適な選択は材料の厚さ、切断速度、精度要件などの要因によって異なります。
1. CO2レーザー：ガラスを含む様々な材料を切断するための主力レーザーです。ほとんどの材料によく吸収される赤外線ビームを出力します。最大30mmガラスよりは遅い速度ですが。
2. ファイバーレーザー：CO2レーザーよりも高速な切断速度を実現する新型固体レーザー。ガラスに効率よく吸収される近赤外線ビームを生成。主に切断に使用されます。最大15mmガラス。
3. 緑色レーザー：周囲を加熱することなくガラスによく吸収される可視緑色光を発する固体レーザー。用途：高精度彫刻薄いガラスの。
4. UVレーザー：紫外線を放射するエキシマレーザーは、最高の切断精度熱影響部が最小限に抑えられるため、薄板ガラスへの適用が容易です。ただし、より複雑な光学系が必要となります。
5. ピコ秒レーザー：わずか1兆分の1秒のパルス幅でアブレーションにより切断する超高速パルスレーザー。非常に複雑な模様ガラスの中に熱やひび割れのリスクがほとんどない.
適切なレーザーは、ガラスの厚さや熱/光学特性、必要な切断速度、精度、エッジ品質などの要因によって異なります。
ただし、適切なレーザー設定を使用すれば、ほぼすべての種類のガラス材料を美しく複雑なパターンにカットすることができます。
4. レーザーガラス切断の利点
ガラスにレーザー切断技術を使用すると、次のようないくつかの重要な利点があります。
1. 精度と詳細:レーザーはミクロンレベルの精密切断他の方法では困難または不可能な、複雑なパターンや形状の切断が可能です。そのため、レーザーカッティングはロゴ、繊細なアートワーク、精密光学用途に最適です。
2. 身体接触禁止:レーザーは機械的な力ではなくアブレーションによって切断するため、切断中にガラスに接触したりストレスがかかったりすることはありません。ひび割れや欠けの可能性を減らす壊れやすいガラス素材や繊細なガラス素材でも使用できます。
3. きれいなエッジ:レーザー切断プロセスはガラスを非常にきれいに蒸発させ、ガラスのような、または鏡面仕上げのエッジを生成します。機械的な損傷や破片がない.
4. 柔軟性:レーザーシステムは、デジタル設計ファイルを通じて、様々な形状やパターンを簡単に切断するようにプログラムできます。また、ソフトウェアを使用することで、変更も迅速かつ効率的に行うことができます。物理的なツールを切り替えることなく.
5. スピード:大量アプリケーションでは機械切断ほど速くはありませんが、レーザー切断速度は増加し続けています。新しいレーザー技術.かつては何時間もかかっていた複雑な模様数分でカットできるようになりました.
6. 工具摩耗なし:レーザーは機械的な接触ではなく光学的な焦点合わせによって機能するため、工具の摩耗や破損がなく、刃先の頻繁な交換機械的なプロセスと同様です。
7. 材料の適合性:適切に構成されたレーザーシステムは切断と互換性があるほぼあらゆる種類のガラス一般的なソーダ石灰ガラスから特殊な溶融シリカまで、材料の光学特性と熱特性によってのみ制限される.
5. ガラスレーザー切断の欠点
もちろん、ガラスのレーザー切断技術には欠点がないわけではありません。
1. 高い資本コスト:レーザーの運用コストは控えめですが、ガラスに適した完全な産業用レーザー切断システムの初期投資はかなりのものになる可能性がある小規模なショップやプロトタイプ作業へのアクセスが制限されます。
2. スループットの制限:レーザー切断は一般的に遅い厚いガラス板のバルク品、汎用品の切断には、機械切断よりも優れています。生産速度は大量生産用途には適さない場合があります。
3. 消耗品：レーザーには定期的な交換光学部品は、時間の経過とともに露出して劣化する可能性があります。また、アシストレーザー切断プロセスにはガスコストもかかります。
4. 材料の適合性:レーザーは多くのガラスを切断できますが、吸収力が高いと焦げたり変色したりする可能性がある熱影響部での残留熱の影響により、きれいに切断されないことがあります。
5. 安全上の注意:厳格な安全プロトコルと密閉されたレーザー切断セルが必要です目や皮膚の損傷を防ぐため高出力レーザー光とガラスの破片から保護します。適切な換気も必要有害な蒸気を除去するため。
6. スキル要件:レーザー安全訓練を受けた資格のある技術者必須レーザーシステムの操作。適切な光学アライメントとプロセスパラメータの最適化定期的に実行する必要がある.
まとめると、レーザー切断はガラスに新たな可能性をもたらしますが、その利点は従来の切断方法に比べて設備投資額が高く、操作が複雑になるという犠牲を伴います。
アプリケーションのニーズを慎重に検討することが重要です。
6. レーザーガラス切断に関するよくある質問
1. レーザー切断に最適な結果を生み出すガラスの種類は何ですか?
低鉄ガラス組成レーザーカットでは、最もきれいなカットとエッジが得られる傾向があります。また、溶融シリカガラスは、その高い純度と光透過率により、非常に優れた性能を発揮します。
一般的に、鉄含有量の少ないガラスはレーザーエネルギーの吸収量が少ないため、より効率的に切断できます。
2. 強化ガラスはレーザーカットできますか?
はい強化ガラスはレーザー切断も可能ですが、より高度なレーザーシステムとプロセスの最適化が必要です。強化処理によりガラスの耐熱衝撃性が向上し、レーザー切断による局所的な加熱に対する耐性が向上します。
通常、より高出力のレーザーとより遅い切断速度が必要になります。
3. レーザーカットできる最小の厚さはどれくらいですか?
ガラスに使用されるほとんどの産業用レーザーシステムは、基板の厚さを確実に切断できます。1～2mmまで材料の組成とレーザーの種類/出力によって異なります。特殊な短パルスレーザーガラスを薄く切る0.1mmも可能.
切断可能な最小厚さは、最終的にはアプリケーションのニーズとレーザーの機能によって決まります。
4. ガラスのレーザー切断はどの程度の精度がありますか?
適切なレーザーと光学系のセットアップにより、2～5千分の1インチガラスのレーザー切断/彫刻では日常的に実現できます。
さらに高い精度で1000分の1インチまたはそれ以上のことは、超高速パルスレーザーシステム精度はレーザーの波長やビームの品質などの要因に大きく依存します。
5. レーザーカットガラスの切断面は安全ですか?
はい、レーザーアブレーションガラスの切断面は一般的に安全欠けたエッジや応力を受けたエッジではなく、蒸発したエッジであるためです。
しかし、他のガラス切断プロセスと同様に、特に強化ガラスや強化ガラスの周りでは、適切な取り扱い上の注意を守る必要があります。切断後に損傷した場合、依然としてリスクが生じる可能性がある.
6. レーザーカットガラスのパターンを設計するのは難しいですか?
Noレーザーカットのパターンデザインは非常に簡単です。ほとんどのレーザーカットソフトウェアは、一般的なデザインツールで作成できる標準的な画像またはベクターファイル形式を使用しています。
次に、ソフトウェアはこれらのファイルを処理してカット パスを生成すると同時に、シート マテリアル上で必要なパーツのネスト/配置を実行します。
私たちは平凡な結果に満足しません。あなたもそうすべきではありません。
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Mimowork は、中国の上海と東莞に拠点を置く、結果重視のレーザー製造会社です。20 年にわたる深い運用専門知識を活かしてレーザー システムを製造し、幅広い業界の中小企業に包括的な加工および製造ソリューションを提供しています。
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投稿日時: 2024年2月14日