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レーザの基礎

レーザとは

レーザとは
Light Amplification Stimulated Emission of Radiation
ライト・アンプリフィケーション・バイ・ザ・ステイミュレーティド・エミション・オブ・レーディエーション
の頭文字をとっております。
 
Light:光
Amplification:増幅
Stimulate:誘導
Emission:放出
Radiation:輻射
 
輻射の誘導放出による光増幅という意味です。
レーザ加工機とは、光を増幅して放出するレーザ装置を指します。
 

レーザの波長について

 
光には 紫外線 ⇔ 可視光線 ⇔ 赤外線 があります。
波長とは、光の長さの事を指します。
使用する波長の長さによりレーザの種類や加工可能な材料に違いがあります。
 
 
Co2レーザ:波長10600nm 波長の長いレーザ
 炭酸ガスを媒体とした気体レーザで加工機やマーキングに使用。
 金属にはほとんど反応しないため、金属以外の切断、彫刻に使用されます。
 
ファイバーレーザ・YAGレーザ:波長1064nm
 基本波長と呼ばれ、最も汎用性の高い波長となります。IRと呼ばれることもあります。
 樹脂から金属まで幅広い材料の加工が可能です。
 樹脂等の透明な素材に対しては基本的に加工は出来ません。
 
SHGレーザ(グリーンレーザ):波長532nm
 基本波長の半分の波長です。YAGやYVO4で作った基本波長のレーザを酸化物単結晶を通して変換しています。
 材料への吸収率が高く、金・銅など反射率の高い材料の加工も容易に出来ます。
 ビーム径も細いため、微細な加工が可能です。
 熱に要る影響も少なく、材料の熱変異を減らすことが出来ます。
 
THGレーザ(紫外線レーザ):波長355nm
 紫外線領域の為UVレーザとも呼ばれます。
 基本波長を2度変換する事で短い波長を作っています。
 全ての素材への吸収率が非常に高く、熱変異も起こさないことから、
 高品質を求められる微細加工に使用されます。
 
 

レーザ パルス幅について

パルス幅とは、レーザを照射している時間の事を指します。
 
一般的に大きく分けて左図のように、
 パルス幅の大きい:ミリ秒、マイクロ秒
 パルス幅の小さい:ナノ秒
 パルス幅のさらに小さい:ピコ秒、フェムト秒
が、あります。
 
パルス幅が大きいと、切断のスピードは上げる事が出来ますが、
熱による影響を受けやすくなります。
 
熱による変形を起こしやすい素材や塗料を使っている場合は注意をする必要があります。
 

レーザ 集光について

レーザ加工をする方法としては大きく分けて、
 ①ステージ(X-Y)が移動する事で加工する機種
 ②レーザ光がミラーの反射を利用して動き加工する機種
二つに分けられます。
 
X-Yが移動する事で加工するタイプは、加工エリアが広く大きなサイズの加工が可能ですが、移動の時間が必要な為、加工に時間がかかります。
一方、ガルバノタイプは、ミラーの反射でレーザ光が届く範囲での加工となる為、加工エリアが限定されます。しかし、加工時間は短くなります。
 
両方にメリット・デメリットがありますので、どのような加工をするのかにより決める必要があります。
 

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株式会社エースマシナリ


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