レーザー穴あけ加工は、高出力密度と短い滞在時間 (レーザー切断より低い) でパルス熱源を通して穴を開けるレーザー加工技術です。 開口の形成は、単一パルスまたは複数パルスによって達成できます。
パンチングプロセスでは、まずパンチングモードを使用して十分なサイズの小さな穴を準備し、ここから次のカットプロセスが開始されます。 穴あけまたは貫通プロセスには、高いピークパワーを備えた再現可能なパルスレーザービームが必要であり、同時に高い空気圧で実現されます。 ワークピースを貫通した後、ピークパワーを下げるか、パルスレスモードに切り替えることによってレーザービームがカットされます。
固体レーザーは波長が短く、高強度のパルス出力を実現できるため、Nd:YAG レーザー、Nd:ガラス レーザー、Nd:ルビー レーザーなどのレーザー穴あけ加工に適しています。
CO2 レーザーは、セラミック、複合材料、プラスチック、ゴムなどの非金属材料に細孔を開けるためによく使用されます。 金属材料のレーザー穴あけにはパルスレーザーが必要で、ビーム集束出力密度は 10^5 W/mm^2 (6.5 W/in.^2 × 10^7 W/in.^2) 以上である必要があります。
レーザー光線の焦点合わせ。
レーザー穴あけモードでは、穴あけに必要な出力密度レベルを達成するために、パルスレーザーの高ピークパワービームを直径 0.6 mm 程度のスポットに集束させるために、短焦点距離のレンズが必要です。
レーザービームの低発散は、特定のレーザー共振器によって実現できます。 ビーム径は集光装置の絞りを変えることで制御できます。 したがって、このアパーチャを使用して、集束ビームのエネルギー密度を高め、ビームの強度分布を改善することができます。
レーザー穴あけ技術の利点
レーザー穴あけ加工には、レーザー切断の利点のほとんどが備わっています。 レーザービームの取り込みとパンチングを実現するには、ビームと材料の表面が特定の角度を形成するだけでよく、機械加工中の構造的干渉によって引き起こされる衝撃や破片の発生を効果的に回避します。
レーザー穴あけ加工のその他の利点
1. オープン時間が短い
2. 強力な自動化適応性
3. 難開口材の貫通加工にも使用可能
4.機械的開口と比較して、開口プロセスとワークピースの間にいかなる形の機械的摩耗もありません
レーザー穴あけ加工は、最も初期に実用化されたレーザー加工技術であり、レーザー加工の重要な応用分野の一つでもあります。 レーザー穴あけ加工は主に金属材料鋼、プラチナ、モリブデン、タンタル、マグネシウム、ゲルマニウム、シリコン、軽金属材料銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス鋼、耐熱合金、ニッケル基合金、チタン金、プラチナ、普通炭化物に使用されます。非金属材料における磁性材料およびセラミック基板、人造宝石、ダイヤモンドフィルム、セラミック、ゴム、プラスチック、ガラスなど。
