{"@context":"https://schema.org","@type":"VideoObject","name":"【レーザー加工の基礎原理と今後のレーザー加工機の進展を知ろう！】08 レーザー光で加工する：レーザー光の最適化：進化するレーザー装置講師：家久信明","thumbnailUrl":"/api/ogp/image?pageType=video&teamId=9XMOvovx4bXNNl6izejmLEs88sg1&contentId=c39aac95-a315-4082-8792-9fb934b2040e","uploadDate":"2022-10-19T02:18:16+00:00","description":"

前項はレーザービームの集光性の解説をしたがさらにパルス幅、ビーム形状、振動について説明します。

材料の吸収特性について

金属においては、波長が短いほど、また材料の電気抵抗が高いほど、光の吸収率は高くなります！光り物は加工しづらいです。

CO2とＹＡＧ /ファイバーレーザーの違いは伝搬方法にあります。CO2は空中伝搬でファイバーレーザーは光ファイバー伝搬で1対1発生光源から加工端面までロスなく伝送加工できるようになりました。

古典的なYAG レーザーはプラッシュランプ励起でありこの後LD励起ファイバーレーザーに進化します。変換効率もランプ励起は3%であったがLD励起ファイバーレーザーは 50%以上になりました。

ファイバーレーザーの構成と特長としては、

1高効率:量子効率が90%(970nm励起、1070nm 出射)もあり、一般的なLD励起YAG(808nm励起、 1064nm出射)の76%を凌ぎます。

2高出力でも空冷化が可能:高効率+活性媒体の表面積が圧倒的に広い(約10~200倍)

3高ビーム品質:熱レンズ、複屈折が発生しません (ファイバー伝送中に補正されます)

4長寿命:励起光源のLDの寿命が長いです。(970nm 発光のLDは808nm発光のLDより物理的にも製法的にも安定です)

5低ランニングコスト:高効率&長寿命

6出射モードの制御も可能:クラッドの設計で行えるので、外部の複雑な光学系が不要です。

7機械的に安定:共振器が不要です。

加工用レーザー装置の特長&構造　Rod /Disk/Fiberレーザーは同じLD 励起レーザーですが結晶媒質の形の違いで名称が変わります。\t

この形は冷却効率を上げるために進化していきました。

レーザーの種類は気体レーザー（CO２、エキシマレーザー）固体レーザー（Nd:YAG Yb:YAG)半導体レーザーは集光性が良くありません。ファイバーレーザーは集光性を上げることができます。

ファイバーレーザーのファイバコア径は、特別な構造を有したファイバを除くと100μm以下です。例えば、レーザー集光スポット 600μmを必要とする場合、拡大光学系を用いることになります。この場合、ワークディスタンスを十分にとることが可能となり、その結果としてリモート切断・溶接が可能となります。従来、kWクラスのレーザーをファイバ導光する場合、ファイバコアの径は、400-600μm程度必要です。この場合、ワークとの距離、つまり、ワークディスタンスを十分にとることが難しくなり、リモート溶接も困難となります。\t\t\t

更に高集光性のおかげで現在各自動車メーカは、レーザーをボディの溶接に積極的に採用するようになってきました。

ワークや加工ヘッドを移動させる必要がないため、高速でダイナミックに高速溶接が可能となった。また狭隘な個所でも即座にレーザー照射可能です。