1. 基本的な動作原理
レーザー切断ヘッドは、内部の光学システムを使用して高エネルギーのレーザー ビームを材料の表面に集束させ、局所の温度を融点または沸点まで急速に上昇させます。{0}同時に、高圧アシストガス (燃焼用の酸素や酸化防止用の窒素など) がビームと同軸に噴射され、溶融金属を吹き飛ばし、カーフを形成します。カッティングヘッドがプログラムされた経路に沿って移動すると、最終的に材料が切断されます。
2. 内部構造
一般的なレーザー切断ヘッドは、上から下まで主に次の主要コンポーネントで構成されています。
ファイバーコネクターと光ファイバーケーブル:レーザー送信用のチャネル。コア内径は非常に小さく（例：50μm、100μm）、曲げ半径に対する厳しい要件があります。
コリメートレンズ:ファイバーからの発散ビーム出力を平行光に変換し、その後の集束に備えて均一なエネルギー分布を確保します。
保護レンズ (上部/下部):通常、集束レンズの前後に配置され、切断中に飛散するスラグや塵をブロックし、高価な集束レンズを汚染から保護します。これらは消耗部品です。
焦点レンズ:凸レンズの原理を利用して平行光を極めて小さな焦点に集め、エネルギーを集中させて材料を瞬時に溶解または蒸発させる核となる光学素子。
セラミックリング:ノズルとセンサーを接続し、センシングデータを送信する内部金属ワイヤーが含まれています。壊れやすく、カッティングヘッドを保護するために激しい衝突の際に最初に壊れるように設計されています。
ノズル：最下部に位置し、レーザー光とアシストガスの共通流路として機能します。さまざまな形状 (平行、収束、テーパー) とサイズは、切断の品質と速度に直接影響します。
センサーと追跡システム:通常、容量性（非接触）または誘導（接触）センサーを利用して、切断ヘッドとワークピース間の距離をリアルタイムで検出し、焦点が最適な切断位置に留まるようにします。-
スマート監視モジュール:ハイエンドのインテリジェント カッティング ヘッドには、LED ライト、温度モニタリング、ピアッシング検出も装備されており、動作ステータスに関するリアルタイムのフィードバックが提供されます。-
3. 主要なパラメータと分類
焦点直径:エネルギー密度を直接決定します。スポットが小さいほどエネルギー密度が高くなり、薄板の微細な切断に適しています。スポットが大きいほど、厚板の切断に適しています。
焦点距離:短焦点距離のレンズは薄いプレートに適していますが、トラッキング システムの高い安定性が必要です。中-〜-焦点距離のレンズは、焦点深度が深く、操作耐性が高いため、厚いプレートに最適です。
レーザーの種類による分類:
ファイバーレーザー切断ヘッド:波長1064nmに対応し、コンパクトな構造で炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属の切断に広く使用されています。
CO2 レーザー切断ヘッド:10.6μm の波長と互換性があり、主に木材やアクリルなどの非金属材料や一部の薄い金属に使用されます。-レンズには赤外線を透過する素材が必要です。-
UV レーザー切断ヘッド:非常に小さな焦点と小さな熱影響ゾーンが特徴で、主に PCB 基板や薄膜の高精度のマイクロ切断-に使用されます。{0}
4. 主要な業界ブランド
国際ブランド:高精度、高安定性、スマートセンサー技術で知られるドイツのPrecitecやLT Ultraなど。米国のLaser Mechanismsは互換性と安定性にも優れています。
国内ブランド（中国）：Raycus（Jiaqiang）やBCUT（BLTシリーズ）など。国内ブランドはインテリジェント カッティング ヘッド分野で急速に発展し、自動焦点合わせ、メルトプール検出、衝突防止/爆発防止技術などのスマート機能を備えた製品を発売し、細分化された分野で市場シェアをリードしています。{{1}
5. 産業発展動向
ハイパワー＆高精度：航空宇宙や造船などのハイエンド分野の需要を満たすために、カッティング ヘッドは、より高い電力容量（例: 30 kW 以上）、より速い切断速度、より高い精度を目指して進化しています。{0}
インテリジェンスと自動化:AI とセンシング テクノロジーを統合して、閉ループ焦点制御、自動センタリング、スマート ピアッシング、レンズ温度とビーム発散のリアルタイム監視を実現し、加工プロセスの適応能力を強化します。{0}{1}
環境保護と省エネ:冷却システムとガス制御を最適化して、切断時の熱影響部とエネルギー消費を削減し、グリーン製造を促進します。{0}}
