レーザー切断市場は活況を呈しているが、ノズルはどのように選べばよいのか？
レーザー切断工程において、レーザービームの品質、材料、レーザー出力、および加工対象物の厚さはすべて、レーザー切断の品質と性能に大きな影響を与えます。さらに、レーザー切断ヘッドのノズル設計も、切断品質に影響を与える重要な要素の一つです。
- ノズルが切断品質に及ぼす影響
ノズルはレーザー切断において非常に重要な役割を果たします。その主な目的は、切断材料の表面と切断溝に補助ガスを噴射し、切断工程中に発生した溶融・気化した母材を排出することで、きれいな切断面を得ることです。ノズルの設計・メンテナンスが不十分で、加工精度も低い場合、ガスの流速が低下し、気流の方向が不安定になります。これは切断工程における材料除去に影響を与え、最終的に切断結果の不良につながります。ノズル中心とレーザー中心の同心度は、切断品質に影響を与える重要な要素の一つであり、特に被切断材が厚いほどその影響は大きくなります。したがって、より良好な切断面を得るためには、ノズル中心とレーザー中心の同心度を調整する必要があります。
ノズル中心がレーザー中心と同一軸上にない場合、切断品質に及ぼす影響は以下のとおりです。
1) 切断面に影響します。切断ガスを噴射する際、ガス量が不均一になるため、切断面の片側に溶融痕が生じやすく、反対側には生じにくいという問題があります。3mm以下の薄板の切断にはほとんど影響がありませんが、3mm以上の板を切断する場合は影響が大きくなり、場合によっては切断できないこともあります。
2) 鋭角部の品質に影響します。鋭角部や小角部のあるワークピースを切断する場合、局所的な過溶融が発生しやすくなります。厚板の切断では、切断できない場合もあります。
3) 穴あけ加工に影響します。穴あけ加工中に不安定になり、タイミングの制御が困難になります。厚板の穴あけ加工では過溶融が発生しやすく、穴あけ条件を把握しにくくなります。薄板の穴あけ加工にはほとんど影響がありません。
同軸調整方法：
1) ノズル開口部にセロハンテープを貼る。
2) 出力10～20%のハンドレーザーを使用する。
3) スコッチテープを剥がす際は、ノズルと位置が合うように注意してください。通常、スコッチテープにはレーザーで焼かれた小さな跡が残りますが、ノズルの中心がレーザーの中心から大きくずれている場合は、この跡は見えなくなります（レーザー光がノズル壁に当たっているため）。ミラーキャビティのハンドルにある調整ネジを、白いステッカーにレーザーで開けられた穴がノズルの中心と一致するまで同時に調整し、レーザー出力の中心がノズルの中心と一致していることを確認してください。 - ノズルの選び方
ノズルサイズ：ユーザーが切断する金属板の厚さに応じてノズルサイズを選択してください。ノズルの開口部はガスの流量とガス場の形状を制御し、切断品質に大きく影響します。一般的に、レーザー切断機で厚さ3mm以下の薄板を切断する場合、直径1mmのノズルが推奨されます。3mm以上の厚さの場合は、直径1.5mmのノズルが推奨されます。10mm以上の金属板を切断する場合は、一般的に直径2mm以上のノズルが選択されます。
ノズル材質：優れたノズルには、高い電気伝導性と良好な熱伝導性を備えた材質が必要です。一般的に、銅製のノズルは真鍮製のノズルよりも優れており、良好な静電容量信号を確保できます。
ノズル加工精度：優れたレーザーヘッドノズルは、同心度0.03mm以上である必要があり、1.0mm以下のノズルは同心度0.02mm以上である必要があります。高精度な同心度を持つノズルは、加工工程における事前調整を減らすだけでなく、高エネルギーレーザーがレーザーヘッドの内壁に衝突するのを効果的に防ぎ、レーザーヘッドの損傷を回避します。
ノズル表面の滑らかさと酸化防止処理：滑らかな表面と優れた酸化防止処理により、切断時の溶融材料の付着を効果的に低減し、ノズルの寿命を延ばすことができます。
