ビームモード・フォーカス・アライメントの重要性。

レーザー加工機の精度は光学システムが鍵を握る。

私たちオーレーザーは、加工精度を高めるための研究を日々続けてきました。
レーザー加工機の精度は「ビームモード(ビーム品質)」「フォーカス(集光技術)」「アライメント(光軸調整)」3つの光学システムで決まります。
HAJIME CL1 PLUS は、この光学システムを支える独自の機構設計とオリジナルのパーツを数多く搭載し、高い加工精度を実現しています。

卓上型レーザー加工機に特化した光学システムを。

微細加工 サプライヤーと共同設計した高品質なビームモード

ビームモード比較

ビーム形状のイメージと断面強度分布

カットラインの幅や微細彫刻などの精度は、レーザービームの品質となる「ビームモード」が影響します。

オーレーザーは発振器メーカーと共同設計した独自の光学チューニングを行い、ガラス製レーザー発振器では難しいシングルモード(TEM00)を実現しています。

シングルモードとは、レーザービームの形状が円形、パワーがその中心に一点集中している状態で、卓上型レーザー加工機に求められる高い精度を得られます。これ以外のモードはマルチモード(TEM10、TEM20など)と呼ばれ、微細加工には向きませんが、溶接など用途の違う加工で用いられます。

一般的にシングルモードを得るには複数の共振器を使う場合が多く、高額なユニットになりますが、コストパフォーマンスを重視した HAJIME CL1 PLUS では、光学チューニングのみでシングルモードを実現しています。

寸法精度 独自の光学設計で高めたフォーカス技術

通常レーザー加工機に用いられるフォーカスレンズは、彫刻用と切断用と別々のレンズを使用する場合が多く、加工毎に付け替えが必要です。
彫刻用はスポット径が小さく焦点深度が短いタイプ、切断用は平面公差を稼げる焦点深度の長いタイプが主流になっています。

フォーカスレンズ

ビームスポットイメージ(実際には目で見えません)

HAJIME CL1 PLUS で使用するフォーカスレンズは、1枚のレンズで彫刻と切断を両立。ともに高精度な加工を実現するため、最適な焦点深度を独自で設計しサプライヤーにオーダーメイドしています。

HAJIME 専用のフォーカスレンズは、0.08mm となる小さなスポット径でデータとの寸法誤差を極力減らした加工が可能です。

垂直精度 熟練したアライメント技術で広いエリアをカバー

アライメント調整風景

出荷前のアライメント調整風景

加工精度を高めるには、上記で説明したビームモード、フォーカス技術が重要ですが、良いアライメント調整ができないとすべてが台無しです。

加工中は様々な場所にレーザーヘッドが移動します。どの場所にレーザーヘッドが移動しても垂直精度があり、同品質の仕上がりが求められるのです。

HAJIME CL1 PLUS は、どのエリアで加工しても垂直で同じ精度がでるように、光軸調整部品をオリジナルで一から設計開発し、そして熟練したエンジニアが1台1台丁寧にアライメント調整を行い全国へ出荷しています。

HAJIME CL1 PLUS の加工精度を検証。

微細加工の検証

市販のケント紙に、4Wのパワーで彫刻(ラスター)加工をしました。
彫刻幅はデータ上で、0.2mm、0.1mm、0.05mm 3種類のラインを 2mm間隔に配置し、1000dpiの解像度で行います。

微細加工の検証

0.1mmまではっきりとした彫刻が可能です。0.05mmではややかすれが出ますが薄く彫刻できます。

寸法精度の検証

市販のキャスト製の透明アクリル板(5mm厚)に、35Wのパワーで切断(ベクター)加工をしました。
カットデータは、横幅50mm x 縦幅25mmの長方形を作成し、加工後に実寸を計測します。

寸法精度の検証
寸法精度の検証

実寸49.62mm x 24.71mmとなりました。
素材の熱吸収特性や加工条件にもよりますが、5mm厚のアクリル板ではおおよそ0.6mm ~ 0.8mmのカット幅になります。

垂直精度の検証

レーザービームはフォーカスの合うスポットに向かい斜めにテーパーがかかるので、厚みのある素材をカットした場合は、仕様上若干傾斜がつきます。なるべく傾斜を回避するには、フォーカス距離の長いレンズを使用すれば良いのですが、加工機本体のサイズが大きくなったり、微細彫刻に向かないなどの問題があります。また、ビームアライメントがしっかり合っていないと加工するテーブルの場所によって垂直精度がバラバラになります。

垂直精度の検証
垂直精度の検証

HAJIME CL1 PLUS は、彫刻、切断を共通のレンズで使用しながらも、どのテーブルの場所でも傾斜を最小限にとどめた加工が可能です。

オプションで微細彫刻専用の [ ウルトラシャープ フォーカスレンズ ] もご用意しています。

高精度なレーザー加工は光学システムのセッティングが最も重要なのです。

HAJIME による様々なレーザー加工例

微細加工の集合写真

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オーレーザー サポートセンター

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サポート受付時間:10:00 ~ 12:00 , 13:00 ~ 17:00
お電話:049-265-6046 / メール:infooh-laser.com

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