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| ブランド名: | ZMSH |
| MOQ: | 1 |
| 価格: | by case |
| パッケージの詳細: | カスタムカートン |
| 支払条件: | T/T |
製造業がより高い精度と生産性を求め続ける中、水ジェットガイドレーザー（WJGL）技術は、エンジニアリングでの採用と市場での可能性の両方で勢いを増しています。航空宇宙、電子機器、医療機器、自動車製造などのハイエンド分野では、寸法精度、エッジの完全性、熱影響部（HAZ）の制御、材料特性の維持に関して厳しい要件が課せられています。従来のプロセス（機械加工、熱切断、標準レーザー加工）は、過度の熱的影響、微小亀裂、高反射性または熱に弱い材料との互換性の制限に苦労することがよくあります。
これらの制約に対処するために、研究者はレーザープロセスに高速マイクロウォータージェットを導入し、WJGLを作成しました。この構成では、ウォータージェットは同時にビームガイド媒体および効果的な冷却/デブリ除去媒体として機能し、切断品質を向上させ、材料の適用範囲を広げます。概念的には、WJGLは従来のレーザー加工とウォータージェット切断の革新的なハイブリッドであり、高エネルギー密度、高精度、および著しく低い熱損傷を提供します。これらは、幅広い精密製造シナリオをサポートする属性です。
図1に示すように、WJGLの基本的な概念は、レーザーエネルギーを連続的なウォータージェットを通して伝送し、効果的に「液体光ファイバー」として機能させることです。従来の光ファイバーでは、光は、コアとクラッディングの屈折率の違いにより、全反射（TIR）によってガイドされます。WJGLは、水と空気の界面で同じメカニズムを利用します。水は約1.33、空気は約1.00の屈折率を持っています。レーザーが適切な条件下でジェットに結合されると、TIRはビームを水柱内に閉じ込め、加工ゾーンへの安定した低発散伝搬を可能にします。
ノズル設計とマイクロジェットの形成
ジェットへの効率的なレーザー結合には、安定した連続的なほぼ円筒形のマイクロジェットを生成できるノズルが必要であり、同時にレーザーがTIRを維持するために適切な角度で入ることができなければなりません。ジェットの安定性はビーム伝送の安定性と焦点の一貫性を強く左右するため、WJGLシステムは通常、精密な流体制御と慎重に設計されたノズル形状に依存しています。
図2は、さまざまなノズルタイプ（毛細管やさまざまな円錐形など）によって生成される代表的なジェットの状態を示しています。ノズルの形状は、ジェットの収縮、安定した長さ、乱流の発展、結合効率に影響を与え、それによって加工品質と再現性に影響を与えます。
水はまた、波長依存の吸収と散乱を示します。可視光および近赤外線領域では、吸収は比較的低く、効率的な伝送をサポートします。対照的に、吸収は遠赤外線および紫外線領域で増加するため、ほとんどのWJGL実装は可視光から近赤外線帯域で動作します。
図2 マイクロジェット形成のためのノズル構造：（a）収縮の模式図、（b）毛細管ノズル、（c）円錐ノズル、（d）上部円錐ノズル、（e）下部円錐ノズル
WJGLの主な利点
従来の加工ルートには、機械切断、熱切断（プラズマ/火炎など）、および従来のレーザー切断が含まれます。機械加工は接触型であり、工具の摩耗や切削力は微小な損傷や変形を引き起こし、達成可能な精度と表面の完全性を制限する可能性があります。熱切断は厚い部分には効率的ですが、通常、大きなHAZ、残留応力、および機械的性能を低下させる微小亀裂を生成します。従来のレーザー加工は汎用性が高いですが、高反射性または熱に弱い材料では、比較的大きなHAZと不安定な性能に悩まされる可能性があります。
図3に要約されているように、WJGLは水を使用し、伝送媒体と同時冷却剤として使用することで、HAZを大幅に削減し、歪みや微小亀裂を抑制し、それによって精度とエッジ/表面品質を向上させます（図4を参照）。その利点は次のとおりです。
低い熱損傷と改善された品質：水の高い比熱容量と連続的な流れは、熱を急速に除去し、熱の蓄積を制限し、微細構造と特性の維持に役立ちます。
フォーカス安定性とエネルギー利用の向上：ジェット内への閉じ込めは、自由空間伝搬と比較して散乱とエネルギー損失を減らし、より高いエネルギー密度とより一貫した加工を可能にします。これは、微細切断、マイクロドリル、および複雑な形状に最適です。
よりクリーンで安全な操作：水媒体は、フューム、微粒子、およびデブリを捕捉して除去し、空気中の汚染を減らし、作業者の安全性を向上させます。
仕様
| システム | 項目 | パラメータと説明 |
|---|---|---|
| 光学パスシステム | レーザータイプ | Nd:YAG、パルス |
| 光学パスシステム | 波長（nm） | 532 |
| 光学パスシステム | 平均出力（W） | 60 / 100 |
| 光学パスシステム | ファイバーコア径（μm） | Φ100 / Φ150 |
| 給水システム | 水圧安定性（bar） | ±5 |
| 給水システム | 水圧（bar、最大） | 500 |
| 給水システム | ノズル径（μm） | 40～100 |
| モーションシステム | 作業エンベロープ（フィクスチャを含む）（mm） | 400 × 320 × 100 |
| モーションシステム | 最大速度（mm/s） | 500 |
| モーションシステム | X/Y/Z位置決め精度（μm） | ±3 μm（JIS）/ 5 μm（ISO） |
| モーションシステム | X/Y/Z再現性（μm） | ±1.5 μm（JIS）/ 3 μm（ISO） |
| モーションシステム | ワークテーブルサイズ（mm） | 320 × 320 |
| モーションシステム | ワークテーブルの耐荷重（kg） | 20 |
| 寸法と重量 | 機械寸法（W × D × H）（mm） | 1200 × 1750 × 2100 |
| 寸法と重量 | 光学および水統合キャビネット寸法（W × D × H）（mm） | 700 × 1500 × 1700 |
| 寸法と重量 | 機械重量（kg） | 1200 |
| 寸法と重量 | 光学および水統合キャビネット重量（kg） | 500～600 |
このセクターは、WJGLアプリケーションの最大のシェアを占めています。一般的な材料には、炭素繊維強化ポリマー（CFRP）、アルミニウムマトリックス複合材（Al MMC）、およびセラミックマトリックス複合材（CMC）が含まれます。WJGLは、熱に敏感で異方性の複合材を高性能航空宇宙およびエネルギー構造で使用する場合に、熱損傷を最小限に抑え、機械的特性を維持できるため、これらの材料に特に適しています。
WJGLの使用の大部分は、精密金属加工に費やされています。代表的な用途には、Ni系超合金（Inconel 718、Haynes 188など）、チタン合金（Ti-6Al-4V）から製造されたエンジンブレード、およびCu、Al、Tiで作られた腕時計部品などの高精度コンポーネントが含まれます。この技術により、高い寸法精度、狭いケルフ幅、および優れた表面品質が実現します。
半導体およびマイクロエレクトロニクス分野では、WJGLは、シリコンウェーハ、ダイヤモンド、SiやGaAsなどの太陽光発電材料を含む、結晶性および脆性材料の切断に広く適用されています。微小亀裂、チッピング、および表面下の損傷を抑制する能力により、高精度ウェーハダイシングおよびマイクロスケール製造に最適です。
全体的なシェアは小さいものの、医療用途は高い技術的価値を持っています。WJGLは、CoCr、NiTi、Cr-Pt、マグネシウム合金などの生体適合性合金から心血管フラットステントを製造するために主に使用されています。このプロセスは、医療機器の性能に不可欠な超微細機能、厳しい公差、および最小限の熱影響部に関する厳しい要件を満たしています。
全体として、セクター別の分布は、WJGL切断が、高い精度、低い熱的影響、および優れた材料完全性が不可欠な高度な製造分野で主に採用されていることを示しています。
水ジェットガイドレーザー（WJGL）FAQ
WJGLは、レーザービームをマイクロウォータージェットに結合するレーザー加工方法です。ウォータージェットは、ビームガイド媒体と冷却/デブリ除去媒体の両方として機能し、熱損傷を軽減しながら高精度を実現します。
WJGLは、水と空気の界面での全反射に依存しています。水と空気は異なる屈折率を持っているため、レーザーは「液体光ファイバー」と同様に、水柱内に閉じ込められ、ガイドされ、加工ゾーンに安定して供給されます。
連続的に流れる水は、その高い熱容量のために熱を効率的に除去します。これにより、熱の蓄積が抑制され、HAZ、歪み、および微小亀裂が減少します。
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