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切断幅（ケラフ）の最小化とは？課題と対策・製品を解説
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微細加工技術 |
レーザー加工における切断幅 （ケラフ）の最小化とは？
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レーザー加工における切断幅（ケラフ）の最小化
レーザー加工における切断幅（ケラフ）の最小化とは？
レーザー加工における切断幅（ケラフ）の最小化は、微細加工分野において、より高精度で複雑な形状の部品を製造するために不可欠な技術です。ケラフを小さくすることで、材料の無駄を削減し、部品の機能性向上や小型化に貢献します。これは、電子部品、医療機器、精密機械などの製造において特に重要視されています。
課題
熱影響による材料変形
レーザーの熱エネルギーが材料に伝わることで、切断箇所の周辺が加熱され、材料の変形や熱歪みが生じ、切断幅が広がる原因となります。
レーザー光の集光性能限界
レーザー光を微細な点に集光するレンズや光学系の性能には限界があり、これが切断幅の最小化を妨げる要因となります。
材料特性と加工条件の不一致
加工対象となる材料 の種類や厚み、レーザーの波長、出力、パルス幅などの加工条件が最適化されていない場合、切断幅が広がりやすくなります。
加工中の粉塵・溶融物の飛散
切断時に発生する微細な粉塵や溶融物がレーザー光路を妨げたり、切断面に付着したりすることで、切断幅の均一性が失われ、広がる原因となります。
対策
パルスレーザーの最適化
短パルス・超短パルスレーザーを使用し、熱影響を最小限に抑えながら材料をアブレーションすることで、微細な切断幅を実現します。
高精度光学系の採用
高NA（開口数）レンズや特殊設計された光学系を採用し、レーザー光をより小さく、よりシャープに集光することで、切断幅を極限まで細くします。
加工条件の精密制御
材料特性に合わせて、レーザーの出力、周波数、走査速度、焦点位置などをリアルタイムで最適化・制御するシステムを導入します。
アシストガスの効果的利用
切断箇所に適切な種類と流量のアシストガスを供給し、溶融物の除去や冷却を促進することで、切断面の品質向上と切断幅の狭小化を図ります。
対策に役立つ製品例
超短パルスレーザー加工装置
極めて短いパルス幅のレーザー光により、熱影響を最小限に抑え、材料の微細なアブレーションを可能にし、ケラフの最小化を実現します。
高解像度集光光学モジュール
レーザー光を極めて微細なスポットに集光する能力が高く、より精密なレーザー加工を可能にし、切断幅の狭小化に貢献します。
インテリジェント加工条件制御ソフトウェア
材料の種類や厚みに応じて、レーザーパラメータを自動で最適化し、常に最適な加工状態を維持することで、ケラフの安定化と最小化を図ります。
精密アシストガス供給システム
切断箇所へのアシストガスの供給を精密に制御し、溶融物の効率的な除去と冷却を促進することで、切断面の品質を高め、ケラフを狭く保ちます。
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