 |
|
|
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
マイクロジェット切断
|
| 切断エネルギー供給形態 |
水 |
光
1064nm;10.6
μm
|
光
(水ジェットではない)
532nm;
1064nm
|
| 駆動力供給 |
高圧ポンプ3000-4000 bar |
固
体レーザー;
ガス
レーザー
|
固体レーザー
|
| 伝達方法 |
固定された高圧ホース |
ファ
イバー伝達、 鏡によりビームが伝送される
|
光はファイバーにより伝送するためフレキシブル
|
|
系外への物質の
除去方法 |
高圧水ジェット |
ガ
スジェット、従って
ガス
の補充が必要
|
水ジェット、システムはガスなしで作動する
|
| ノズルと材料の距離及び精度 |
約3mm ± 1mm, 距離センサー、Z軸での調整が 必要 |
約0.5 mm±
0.1mm, 距離センサー、 Z軸での調整必要
|
0-100mm,
距離センサー、 Z軸での調整が 不必要
|
マイクロジェットは、水ジェット切
断(冷却力、超作業距離)とレーザー切断(精密及び速い)の利点を組み合わせました。
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
マイクロジェット切断
|
| 機械装置 |
作業エリアとポンプは別位置に設置可能
|
レーザー源は通常機械内に設置
|
作業エリアとレーザー及び/もしくはポンプはファイバー伝達と理由から別位置に設置可能 |
| 標準テーブル寸法 |
2500 ×1250 mm ? 4000
×2000 mm |
300×300 mm ?
1000×600 mm; 2500×1250 mm ?6000×2000 mm |
300×300 mm- 1000×600mm |
|
加工品に対しての
標準ビーム/ジェット発電力 |
4 kW ? 17 kW (4000 bar)
|
100-400 W; 1500 kW-2800
kW |
50 W-300 W |
| 一般的アプリケーション |
切断, アブレーション, 型加工 |
切断, 穴あけ, 彫り込み, アブレーション, 型加工, 溶接 |
切断, 穴あけ, 彫り込み, アブレーション, 型加工 |
| 3D 切断 |
残余電力の破壊という問題がある為一部可能
|
固定したビーム誘導と距離規制の為
困難
|
ファイバー伝達と作業距離が長い為問題なし |
| 切断可能な材料 |
全材料 |
全金属、全プラスチック、 ガラス、木材、セラミック |
全
ての金属,半導体,セラミックス,高硬度材料 |
| 材料組み合わせ |
例外なく可能 |
違う融点の材料はほとんど切断不可
|
吸収が十分であれば可能 |
| 穴がついたサンドウィッチ構造 |
限定(デラミネーション) |
不可能 |
50 mmまで可能 |
レーザーマイクロジェットは熱によるダメージが少なく、特に薄素材の高精密加工
に適しています。
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
マイクロジェット切断
|
| アクセス困難な切断材料 |
ノズルと材料の距離が短く限られている |
距離が短く切断ヘッドが大きい為、ほとんど
不可能 |
作業距離が長いという理由から多くの場合に
可能 |
| 加工に影響する材料特質 |
材料硬度 |
吸
収
1064 nm または 10.6?の材料特徴 |
吸
収
532 nm またはor 1064 nmの材料特質 |
| 加工が経済的にできる材料の厚さ
|
10-50 mm |
材料にもよるが0.1-10mm |
材料にもよるが0.001-5mm |
| 最重要アプリケーション |
金属シートの切断加工 |
金属シート切断加工 |
熱ダメージがごくわずかで、敏感で薄い材料
の精密切断 |
レー
ザーマイクロジェにより現状の工法よりコストが下げられます。
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
マイクロジェット切断
|
| 消耗部品 |
水ジェットノズル、焦点整合ノズル、高圧部品(バルブ、ホース,密封口) |
保護ガラス、ガス、ノズル、埃と微粒子フィルター
|
フラッシュランプ、ウェータージェットノズル、保護ガラス、水切断用フィルター
|
| 全システム平均消費 |
20 kW pump:
電力: 22-35 kW
水:150 l/h
研磨力: 36kg/h
切断廃棄物の処理
|
1500 × CO2 レーザー
電力: 24-40 kW
レーザーガス(CO2,N2, He):
2-16 l/h
切断ガス(O2, N2):
500-2000 l/h
|
200 W Nd: YAGパルスレーザー
電力: 15kW
水 6 l/h
|
マイクロジェットは超薄の切口切断やデリケートな表面処理に特に適しておりま
す。
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
|
| 最低切口切断幅 |
0.5 mm |
切断スピードにもよるが0.15 mm |
切断スピードにもよるが0.025 mm |
| 切断面状態 |
切断速度にもよるが砂吹きで磨いたような仕
上がり |
|
切断速度に関係なく砂吹きで磨いたような仕
上がり |
| 切断エッジの平行度 |
良い。出端で曲がり有り |
良い。時々あり |
|
| 加工精密度 |
約0.1 mm |
Approx. 0.05 mm |
< 0.005 mm |
| 焼け |
焼け なし |
|
|
| 材料の熱ダメージ |
なし |
変形、硬度および構造変化
|
ほとんど構造変化なし |
| 加工中材料に加わる力 |
高い。そのため薄く小さい部品の加工はある
程度までに限られる |
|
薄
い作業品の場合ガスの圧力が問題を引き起こす, 距
離不安定
|
|
非常にわずかであり、 超微細材料の加工も問題なくできる |
マイクロジェットは変形や熱に弱い材料の高精密処理に特に適しております。
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
マイクロジェット切断
|
| 取扱安全必須条件 |
保護メガネ,耳の保護、水ジェットとの接触
を防ぐ為の保護 |
特殊保護メガネが必要 |
特殊保護メガネが必要;水ジェットに危険は
ない。 |
| 煙および埃の発生 |
水が飛び散る、粒子で汚染される
|
発生する。プラスチックとある種の合金が有
害ガスを発生させる |
わずかである。理由はアシストガスが不要で
ほとんどが水に吸収されるため |
| 騒音汚染 |
高い |
低い |
低い |
| 機械が汚れること |
高い |
低い |
非常に低い |
| 切断に伴う廃物 |
研磨剤を含む、切断後廃物が大量に発生
|
切断により廃物が出る、ほとんどダスト上な
ので,除外設備が必要 |
切断による廃物は主に水で吸収される
|
マイクロジェットは一番汚染の少ない加工方法です。
| |
水ジェット切断
|
レーザー切断
|
マイクロジェット切断
|
| 発明者 |
フ
ランツ博士
(McCartney,アメリカ)
1970年
|
レー
ザー:T.H.マイマン
(ア
メリカ), 1960年
レー
ザー加工: 1963年
CO2 レーザー:1968年
|
B.リ
ヒエルツハーゲン博士
(スイス EPFL), 1994年 |
| 初工業用機械 |
|
1971年-Ingersoll-Rand, アメリカ
1985年研磨剤入り水ジェット使用
|
|
1965年 アメリカ |
1997年 スイス、シノヴァ社 |
| 将来の発展 |
可能性を研究し尽くした為ほとんど新発展の期待はされず |
可能性を研究し尽くした為ほとんど新発展は
期待されず |
大きな発展の可能性あり。例えば レーザーダイオードを使用しLD励起光源として、または直接光源としての利用可能性 |
| 水ジェット誘導(マイクロジェット)を使用
した既存の機械の拡張 |
|
Nd: YAG パルスレーザーを使用し実現は容易にできる |
|
レ-
ザ-・マイクロジェットは多くの可能性を秘めた装置です。
|
 |
 |