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技術ブログ

レーザ溶接

2019.03.07

ファイバーレーザ加工機と加工・評価サービスのご紹介

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溶接
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突き合わせ
重ね合わせ

 今回のブログでは6kWのファイバーレーザ加工機のご紹介をさせていただきます。
ファイバーレーザは他の種類のレーザに対して、高出力、高集光性、低入熱、低歪み、低電力、高信頼性、長寿命、小型、軽量などの点で優位性があり、世界的には市場の過半を占めるまでになっています。しかしながら、日本では近年までハイパワーレーザの主流はCO2レーザやエキシマレーザであったため、ファイバーレーザの普及は欧米や中国よりも遅れているのが現状です。
弊社ではそうした状況にあるファイバーレーザ技術の実用化を支援するために「サンプル加工・加工条件出し~加工品の評価」のサービスをメインに提供しておりますが、それ以外にも大学や協業企業とともにビーム整形(ビームプロファイル)によるスパッタや凝固割れの低減に関する研究やディープラーニング(機械学習、AI)を用いた加工品質の予測や加工条件出しの効率化に関する研究も行っており、今後はそれらの技術を活用した加工サービスや加工システムの提供も行っていく予定です。

 装置の仕様

 【メーカー】
IPGフォトニクスジャパン㈱
【型式】
TLS-6000-CT
【発振器・加工ヘッド】
・最大出力:6kW
・波長:1070nm
・ビーム照射径:φ0.1~0.6mm
・ファイバーコア径:φ0.1mm
・発振モード:連続発振&パルス発振
【パルス発振】
・最短パルス発生間隔:0.1msec
・最短パルス幅:0.2msec
・最大変調周波数:5kHz
【駆動システム】
・ヘッド可動域:X900mm,Y1500mm,Z900mm
・ヘッド移動速度:Max500mm/sec
・繰返し位置精度:50μm

装置・サービスの特長と用途

装置・サービスの特長

●レーザの出力が6kWと比較的高いため、様々な材質・厚み・
形状のサンプルに対応可能です。
●門構え式の駆動システムにより高速域でも高精度な加工が
可能です。
●パルス発振はレーザ出力・パルス発生間隔・パルス幅の制御
により、スパッタや入熱の低減などに関するトライの実施が
可能です。

●加工品に対して、引張強度試験、溶け込み深さ確認、熱影響
部の硬さ測定、残留応力測定、リーク試験、結晶状態の解析、
疲労試験、振動試験などの評価を実施することで、加工結果・
品質に関する検証も可能です。

装置・サービスの用途

  • ファイバーレーザでどのような加工ができて、どのような性能・品質のものができあがるのか、まずは色々な実験を行ってみたい。
  • 社内にレーザ加工機や評価装置はあるが他部署のもので使い勝手が悪く、作業をやっている時間も無いので、加工・評価のデータ取りは外部にお願いして、自分はそれらのデータの検証に集中したい。
  • 社内でレーザ加工を行っているがスパッタや凝固割れなどの品質トラブルが発生するため、加工機の仕様や加工方法・条件について相談がしたい。

総括

ファイバーレーザによる加工には様々なメリットが存在しますが、サンプルの材質や形状、加工時の制約、要求品質によって加工方法・条件が無数に存在するため、実用化に至るまでに投入すべき時間と資金は大きな負担となります。弊社ではビーム整形やインプロセスモニタリング、ディープラーニングなどの技術の活用して、加工方法・条件の最適化を低価格・短納期で実現することをサービスの目的としております。
お客様にてレーザ加工を実施された加工品の評価のみのご依頼もお受けしておりますので、お気軽にお問い合わせください。

 

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