レーザー溶接機およびレーザー溶接システム：産業用効率的な接合技術とレーザー溶接ソリューション（TIG溶接）

コンラッド・ウルフェンシュタイン

1年前

未来のレーザー溶接機とレーザー溶接システム: 革新性と可能性 – 画像: Xpert.Digital

レーザー溶接機およびレーザー溶接システム：接合技術の精度と品質

レーザー技術は過去数十年で驚くべき進歩を遂げ、さまざまな業界で幅広い用途が可能になりました。特にレーザー溶接は、接合技術において最も効率的かつ正確な方法の 1 つとしての地位を確立しています。レーザー溶接機とレーザー溶接システムは、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、医療技術などの業界の製品の製造において重要な役割を果たしています。

機能性とテクノロジー

レーザー溶接機は、高エネルギーのレーザー光線を使用して、金属、プラスチック、その他の材料を接合します。このプロセスは、溶接される部品に焦点を合わせたレーザー光の正確な集中に基づいています。これにより、非常に高いエネルギー密度が生じ、材料が溶けて結合します。

最新のレーザー溶接システムでは、ファイバーレーザー、CO₂ レーザー、ダイオードレーザーなど、さまざまな種類のレーザーが提供されています。各タイプには特定の長所と短所があり、ユースケースに応じて考慮する必要があります。たとえば、ファイバーレーザーはビーム品質とエネルギー効率が高いことで知られていますが、CO₂ レーザーはより深い浸透深度を提供します。

レーザー溶接のメリット

1. 精度と品質

レーザー溶接機は、ワークピースの歪みや変形を最小限に抑えながら、非常に正確な溶接を可能にします。これにより、高品質の溶接接続が実現します。

2. スピードと効率

多くの場合、溶接プロセスは従来の方法と比べて高速になります。自動レーザーシステムにより、生産プロセスがスピードアップされ、効率が向上します。

3. 多用途性

レーザー溶接では、さまざまな金属、プラスチック、さらには混合化合物など、さまざまな材料を接合できます。

4. 最小限の材料消費量

レーザービームが非常に集中しているため、限られた量の材料のみが溶解され、材料の消費量が削減されます。

5. 無添加

一部の従来の溶接プロセスとは異なり、レーザー溶接では通常、追加のフィラーが必要ないため、コストと後処理が最小限に抑えられます。

産業での応用

1. 自動車産業

自動車製造では、レーザー溶接機はボディ部品、シートフレーム、排気システムなどの製造に使用されます。高精度の溶接接合により車両の安全性と長寿命化に貢献します。

2. 航空宇宙

航空宇宙産業では、コンポーネントの重量が非常に重要です。レーザー溶接機は、航空機や宇宙船の構造要素に軽量かつ強力な接続を提供します。

3. エレクトロニクス産業

電子部品の小型化には、正確で信頼性の高い接続技術が必要です。レーザー溶接システムを使用すると、電子部品に小さな接続を作成できます。

4. 医療技術

医療技術では、レーザー溶接機は、衛生性と精度が最も重要なインプラント、医療器具、デバイスの製造に使用されます。

ニュースと現在の展開

1. 積層造形（3D プリンティング）とレーザー溶接

レーザー溶接技術を 3D プリンティングプロセスに統合することで、新たな可能性が開かれました。これにより、高強度の溶接接続を備えた複雑なコンポーネントの製造が可能になります。

2. 協働ロボティクス

オートメーションとロボット工学: ロボット工学の進歩により、ロボットと人間の作業者が安全に一緒に作業できる共同レーザー溶接システムが実現しました。この柔軟性により、中小企業ではより効率的な生産と使用が可能になります。

3. 高出力ファイバーレーザー

高出力ファイバーレーザーの開発により、溶接速度がさらに向上し、より厚い材料の加工が可能になりました。

4. インライン品質管理

最新のレーザー溶接システムには、リアルタイムで溶接を監視し、潜在的な欠陥を検出できるインライン品質管理が装備されていることが多く、生産品質を向上させます。

5. 革新的な素材

材料科学と技術の進歩により、特定の接合プロセスに特に最適化された新しい材料の開発が可能になりました。これらの材料は、強度、柔軟性、環境の影響に対する耐性が向上しています。

6. 軽量構造とハイブリッド構造

軽量構造は、製品の重量を軽減し、エネルギー効率を向上させるために、多くの業界で重要です。さまざまな接合技術を組み合わせたハイブリッドプロセスは、革新的な軽量構造コンセプトに幅広い可能性をもたらします。

見通し

レーザー溶接機とレーザー溶接システムは接合技術に革命をもたらし、精度、速度、多用途性、品質の面で幅広い利点をもたらします。継続的な研究と革新により、これらのテクノロジーはさらに多くの産業を征服し、工業生産を改善するために進化すると予想されます。

溶接と切断：接合技術の精度と品質

接合技術は現代の製造業において重要な役割を果たしており、溶接と切断はこの分野で最も重要なプロセスの 2 つです。これらの技術の精度と品質は、自動車、航空、造船、機械工学などのさまざまな業界で高品質の製品を生産するために非常に重要です。このテキストでは、溶接および切断技術を詳しく見て、その重要性と現在の発展について検討します。

溶接: 持続的な接続を作成する

溶接の大切さ

溶接は、2 つ以上のワークピースを溶接によって永久的に結合するプロセスです。これは最も古い接合技術の 1 つであり、時間の経過とともに大幅に進化しました。溶接は、高負荷に耐える必要がある複雑な構造やコンポーネントを製造するためにさまざまな業界で使用されています。

溶接工程とその特徴

アーク溶接: アーク溶接は、最も一般的に使用される溶接プロセスの 1 つです。ここでは、電極とワークピースの間にアークが発生し、材料が溶けて接合が形成されます。金属活性ガス溶接 (MAG) やタングステン不活性ガス溶接 (TIG) などのさまざまなサブカテゴリがあります。
レーザー溶接: レーザー溶接は、その卓越した精度と品質で知られています。高エネルギーのレーザー光線を使用して材料を結合します。熱影響が少ないゾーンにより変形が最小限に抑えられ、傷つきやすいワークピースへの使用が可能になります。
電子ビーム溶接: 電子ビーム溶接では、集束した電子ビームをワークピースに照射し、材料を溶かして溶接します。このプロセスは、真空中で高密度の材料に使用されます。

切断: 効率的な生産のための正確な形状

カットの重要性

切断は、原材料を希望の形状とサイズに成形するための製造において不可欠なステップです。精密なカットは、厳しい公差で部品やコンポーネントを製造するために非常に重要です。

切削技術とその特性

レーザービーム切断: レーザービーム切断は、その高精度と速度で知られています。高エネルギーのレーザー光線が材料に照射され、材料が溶融または蒸発します。これにより、薄い材料から厚い材料まで高精度に切断できます。
プラズマ切断: プラズマ切断は主に金属の切断に使用されます。イオン化ガスによって生成されるプラズマジェットにより材料が溶解し、より厚いシートの切断が可能になります。
ウォーター切断: ウォーター切断では、研磨粒子を混ぜた微細な水流を使用して材料を切断します。この方法は、柔らかい素材や高温で損傷する可能性のある素材に最適です。

ニュースと現在の展開

インダストリー 4.0 とオートメーション

接合テクノロジーは、自動化とインダストリー 4.0 の進歩の恩恵を受けています。生産性を向上させ、製造プロセスをより効率的にするために、ロボットベースの溶接および切断システムの使用が増えています。

人工知能と機械学習

人工知能を溶接および切断システムに統合することで、より優れたプロセス制御とエラー検出が可能になります。このテクノロジーはパラメータを自動的に調整して最適な結果を達成し、無駄を最小限に抑えることができます。

材料の革新

材料科学と技術の進歩により、溶接と切断に特に最適化された新しい材料が生み出されました。これらの材料は、強度、耐食性、および特定の用途にとって重要なその他の特性を向上させます。

ハイブリッドシステム

さまざまな接合および切断技術を組み合わせることで、複数のプロセスを利用して特定の要件を満たすことが可能になります。ハイブリッド溶接および切断システムは産業界でますます使用されています。

接合技術の2本柱

溶接と切断は接合技術の 2 つの重要な柱であり、現代の製造業において重要な役割を果たしています。高品質な製品を生み出すためには、これらのプロセスの精度と品質が不可欠です。継続的な研究と革新を通じて、溶接および切断技術は、業界の増大する需要に応え、製造における新たな機会を開くために向上し続けることが期待されています。

溶接、はんだ付け、接着など、さまざまな接合技術

接合技術は製造における重要な分野であり、完成品を製造するためにワークピースを接続することに関係します。それぞれの用途の要件に応じて、ワークピースを永久的または一時的に接続するためにさまざまな方法が使用されます。接合技術の品質と信頼性は、最終製品の性能と機能にとって非常に重要です。このテキストでは、接合テクノロジーの基本を検討し、さまざまな接合プロセスの例をいくつか示します。

接合技術の種類

材料、用途、特定の要件に応じて選択できるさまざまな接合プロセスがあります。最も一般的なタイプの結合手法のいくつかを次に示します。

溶接: 溶接は、最も古くから最も一般的に使用されている接合プロセスの 1 つです。アーク溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接などのさまざまな技術が含まれます。溶接では、溶接によってワークピースを永久的に接合し、接合部の材料を溶かします。
はんだ付け：はんだ付けは、接合するワークピースにはんだを塗布するプロセスです。はんだを加熱すると溶けてワークと接合します。はんだ付けは溶接とは異なり母材を溶かしません。
接着: 接着する場合、ワークピースは接着剤の層を使用して互いに接続されます。接着は、溶接が難しい材料や高温に弱い材料に特に適しています。
リベット留め：リベット留めでは、接続するワークピースにリベットまたはピンを挿入し、端を変形または溶接します。これにより、永続的な接続が作成されます。
機械的接続: 機械的接続には、ボルト締め、クランプ、圧入などの技術が含まれます。これらの方法では、材料を永久に変更する必要がなく、非破壊での解体が可能です。

接合技術の応用例

自動車産業: 自動車産業では、接合技術が車両の製造において中心的な役割を果たしています。溶接は車体の組み立てに使用され、接着は車両のガラスや複合材料に使用されます。
航空宇宙: 航空宇宙では、高強度で信頼性の高い接続が必要です。ここでは、溶接と接着が構造部品、エンジン、航空機部品に使用されています。
エレクトロニクス産業: エレクトロニクス産業では、回路基板や電子部品を製造するためにはんだ付けプロセスが使用されます。ディスプレイ、タッチスクリーン、ハウジングの組み立てには接着が使用されます。
医療技術: 医療技術では、接着剤と溶接プロセスを使用して医療機器、インプラント、プロテーゼを製造します。ここでは、正確で信頼性の高い接続が最も重要です。
造船: 造船では溶接技術を使用して船体とコンポーネントを作成しますが、プレートとシートの接合には伝統的にリベット留めが使用されてきました。

TIG 溶接が問題となる、大型で傷つきやすい部品へのレーザー溶接

レーザー溶接ソリューションの大手プロバイダーであるアルファレーザーは、エッセンで開催される溶接および切断見本市（2023年9月11日から9月15日まで）で、大型で繊細なコンポーネントの溶接用に特別に開発された最新の1200 Wレーザー従来の溶接では限界が来ています。強力なシステムにより、以前は TIG / TIG および MIG 領域でのみ可能であった溶接作業が可能になりますが、レーザー溶接の利点も備えています。

ALPHA LASER 1200W レーザー溶接システムのメリット

材料への入熱が少ないため、予熱が不要になり、時間とコストが節約されます。
変形や亀裂が最小限に抑えられ、重要な金属やデリケートな金属でも亀裂を発生させることなく溶接できます。
柔軟な溶接: このシステムでは、用途に応じてパルス溶接と連続溶接の両方が可能です。

1200 W レーザー溶接システムの応用分野

強力な 1200W レーザー溶接システムは、次のようなさまざまな用途に最適です。

シャフト修理
ワイヤーとパウダーによる硬質クラッド
水力発電所の鋳物修理
TIG溶接が問題となる大型で繊細な部品の溶接
これらのシステムを使用すると、直径 1.6 mm のワイヤを溶解できます。

拡張オプションと自動化

ALPHA LASER 1200 W システムは、回転軸、耐久性の高い回転軸、レーザービームの迅速な位置決めのためのチルトスイベルレンズなど、多数の拡張オプションを提供します。スキャナキットを備えた Mabotic ソフトウェアを使用すると、複雑なコンポーネントの形状をスキャン、プログラム、溶接できるため、溶接作業の自動化が可能になります。