A Case Sharing of Laser Cutting Wood

ケース共有

焦げずに木材をレーザーカット

木材のレーザー切断には、高精度、狭い切断幅、高速、滑らかな切断面といった利点があります。しかし、レーザーのエネルギーが集中するため、切断中に木材が溶けてしまう傾向があり、切断面が炭化する「炭化」と呼ばれる現象が発生します。本日は、この問題を最小限に抑える、あるいは回避する方法について説明します。

要点:

✔ 1回のパスで完全な切断を実現

✔ 高速かつ低消費電力

✔ エアコンプレッサーの助けを借りて空気を吹き込む

木材をレーザー切断する際に火傷を防ぐにはどうすればよいでしょうか?

• 木材の厚さ - 5mmが限界かもしれない

まず、厚い木材を切断する場合、焦げ付きを完全に防ぐのは難しいという点に留意してください。私のテストと観察に基づくと、厚さ5mm未満の材料であれば、一般的に焦げ付きを最小限に抑えて切断できます。5mmを超える材料の場合は、結果が異なる場合があります。木材をレーザー切断する際に焦げ付きを最小限に抑える方法について、詳しく見ていきましょう。

• ワンパスカットの方が良い

焦げ付きを防ぐには、高速かつ低出力で処理すべきだと一般的に考えられています。これは部分的には正しいのですが、よくある誤解があります。高速かつ低出力で複数回の処理を行えば焦げ付きを軽減できると考える人もいます。しかし、この方法は、最適な設定で1回処理する場合と比較して、実際には焦げ付きを悪化させる可能性があります。

最適な結果を得て焦げを最小限に抑えるには、低出力と高速を維持しながら、木材を1回の切断で確実に切断することが重要です。この場合、木材を完全に切断できる限り、より高速で低出力であることが推奨されます。しかし、材料を切断するために複数回の切断が必要な場合は、むしろ焦げが進行する可能性があります。これは、既に切断された部分が二次燃焼にさらされ、次の切断ごとに焦げが顕著になるためです。

2回目の切断では、既に切断された部分が再び燃焼しますが、1回目の切断で完全に切断されなかった部分は焦げ目が浅く見える場合があります。そのため、1回の切断で確実に切断を行い、二次的な損傷を防ぐことが重要です。

• 切断速度とパワーのバランス

速度とパワーにはトレードオフがあることに留意することが重要です。速度が速いほど切断が難しくなり、パワーが低いと切断プロセスが妨げられる可能性があります。この2つの要素を優先する必要があります。私の経験では、速度が速い方がパワーが低いよりも重要です。パワーを高く設定し、完全に切断できる最速の速度を見つけてください。ただし、最適な値を決定するにはテストが必要になる場合があります。

事例共有 – 木材をレーザーカットする際のパラメータ設定方法

3mm合板

たとえば、80W レーザーチューブを備えた CO2 レーザーカッターで 3mm の合板を切断する場合、55% の電力と 45mm/s の速度を使用して良好な結果を達成しました。

これらのパラメータでは、焦げ付きが最小限かまったくないことが観察されます。

2mm合板

2mmの合板を切断するには、40%のパワーと45mm/sの速度を使用しました。

5mm合板

5mmの合板を切断するには、65%のパワーと20mm/sの速度を使用しました。

端の部分が黒ずみ始めましたが、まだ許容範囲内で、触っても目立った残留物はありませんでした。

機械の最大切断厚さである18mmの無垢材もテストしました。最大出力設定で使用しましたが、切断速度は大幅に遅くなりました。

注: 80ワットは厚い材料を切断するのには実用的ではないかもしれませんが、厚い材料を切断する予定の場合は、300W、450W、さらには600Wのレーザー管.

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ビデオディスプレイ | 11mm合板のレーザーカット方法

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木の黒ずみを取り除くコツ

エッジ部分がかなり黒ずんでおり、炭化もひどくなっています。どうすれば良いでしょうか？サンドブラスト機を用いて、影響を受けた部分を処理することが一つの解決策となります。

• 強力な空気吹き（エアコンプレッサーの方が良い）

木材切断時の黒ずみの問題に影響を与える重要な要素がもう一つあります。それは、エアブローの使用です。木材切断中は強力なエアブローが不可欠であり、できれば高出力のエアコンプレッサーを使用してください。切断時に発生するガスによって、木材の端面が黒ずんだり黄ばんだりすることがありますが、エアブローは切断プロセスを促進し、発火を防ぐのに役立ちます。

>> レーザー加工機の詳細情報

木材レーザー切断時に黒ずみを防ぐための重要なポイントを以下に示します。提供されているテストデータは絶対値ではなく、参考値であり、多少の変動が許容されます。実際の用途では、プラットフォームの表面の凹凸、焦点距離に影響を与える木材の板の凹凸、合板の材質の不均一性など、他の要因を考慮することが重要です。切断に極端な値を使用すると、完全な切断が達成されない可能性があるため、使用は避けてください。

切断パラメータに関係なく、材料が常に黒ずんでしまう場合は、材料自体に問題がある可能性があります。合板に含まれる接着剤の含有量も影響する可能性があります。レーザー切断に適した材料を見つけることが重要です。