レーザー精密穴あけアプリケーションの紹介

レーザー穴あけ中、レーザービームは接触することなくさまざまな材料に小さな穴または大きな穴を生成します。

レーザー穴あけでは、高出力密度の短パルスレーザーが短時間でワークに大きなエネルギーを伝導します。これにより、被削材が溶けて蒸発します。パルスエネルギーが高いほど、より多くの材料が溶融して蒸発します。蒸発プロセス中に、穴内の材料の体積が急激に膨張し、大きな圧力が発生します。この蒸気圧により、溶融したワークピースの材料が穴から押し出されます。ピコ秒レーザーの超短パルスレーザーによる加工は特に特別です。このプロセスでは、ワークピースの材料が溶融せずに固体からガスに直接変化します。つまり、昇華が発生し、ワークピースは加熱されません。

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時が経つにつれて、人々はこの基本原理に基づいていくつかの異なるレーザー穴あけプロセスを開発してきました。

【シングルパルスパンチングとインパクトパンチング】

最も単純なケースでは、比較的高いパルスエネルギーを持つ単一パルスレーザービームがミシン目を生成します。このようにして、多くの穴を非常に迅速に生成できます。インパクトドリルでは、パルスエネルギーとパルス周期が小さいマルチパルスレーザービームで穴が発生します。この穴あけプロセスによって生成される穴は、シングルパルス穴あけよりも深く正確です。さらに、インパクトパンチングプロセスにより、穴の直径を小さくすることができます。

【ロータリーカットドリル】

ロータリードリルでは、マルチパルスレーザービームによって穴が生成されます。まず、レーザーはインパクトパンチングプロセスを使用して最初の穴を開けます。次に、レーザーはワークピースの上のいくつかのますます大きな円軌道を移動して、最初の穴を拡大します。このプロセスでは、ほとんどの被削材の溶融物が穴から押し下げられます。

【スパイラルドリリング】

穴あけプロセスとは異なり、スパイラル穴あけ中に開始穴は生成されません。レーザーパルスが開始されると、レーザーはワークピースの上の円軌道を移動します。たくさんの素材を上向きにオーバーフローさせます。レーザーの軌道はらせん階段のようで、徐々に下に伸びています。このプロセスでは、フォーカスの位置を常にガイドして、常にアイレットの下部に配置することができます。レーザーがワークピースの材料を透過した場合、レーザーはさらに数回転する必要があります。目的は、アイレットの下側を拡大し、エッジを滑らかにすることです。スパイラルドリルにより、サイズと深さが大きく、加工品質の高い穴を開けることができます。