レーザー加工機で発生する寸法誤差の発生理由

質問

以前SPH270(t=1.6)とA5052-H34(t=1.6)にレーザー加工機で30×30mmの直方体を切り出してみたところSPH270は各辺0.06mm大きくなり、A5052-H34は各辺0.06mm小さくなってました。

　私は寸法誤差が発生した理由としてレーザーの熱が入り、金属が膨張・縮小したと考えているのですが他にも寸法誤差が発生する理由はありますか？　また、私は寸法誤差ができたとき、寸法誤差分寸法を調整することで誤差を無くすことが出来ましたが、他にも三方誤差を無くす方法はありませんか？

　機械はシブヤ製、アシストガスには窒素を使っていて、切断面にはテーパは出来ていませんでした。

よろしくお願いします。

回答No.5

noname#230359

機械そのものの加工精度は確認してますか。

回答No.4

noname#230359

レーザーの被切断物に対する入射エネルギーが一定であれば、融点の高いSPH
の方が切断幅が少なく、融点の低いA5052の方が切断幅が広がり、お問い合わ
せのような現象が生じると説明できそうに思います。

実際の現象は、多岐の要素が複合するものと思いますが、上記のメカニズムで
あれば、単純化した説明が成り立つかもしれません。正方形を切り出すのでは
なく、同じ位置を切断して、切断の幅を比較してみては如何でしょうか？

素人の直感的な感触ですので、見当違いなら御免なさい。

回答No.3

noname#230359

レーザー加工機の操作経験はないが、0.06程度の誤差はあって当然な加工法と認識します。

　　日本鍛圧機械工業会　　レーザ加工機取扱作業者用安全講習テキスト
　　http://www.j-fma.or.jp/7joh/data/laser_text.pdf
　　P.14　図 9．レーザ出力の影響
　　　　　図10．加工速度とオフセット量　
　　P.18　2.1.4.3 アルミニウムの切断

熱膨張による寸法差なら加工途中で変化するから、2点寸法だけでなく形全体にゆがみが出るはず。
この誤差でも許容しないなら、テストカットして然るべくオフセットを掛けるべきです。

SPH270とA5052で加工寸法が変わることを誤差とは呼びません。
材質および板厚が変わるとオフセットで調整するのは基本であり、上記テストカットで解決。

新潟県工業技術総合研究所
高精度三次元レーザ切断加工システムの開発　第１～4報
　　http://www2.iri.pref.niigata.jp/test_IriRep.nsf/856a8973b1ef4d0d4925747900823abc/04d2f659464d48bb49256bbc001ab532/$FILE/%E6%88%A6%E7%95%A5%EF%BC%93%EF%BC%8D%EF%BC%93%E6%AC%A1%E5%85%83%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E5%8A%A0%E5%B7%A5.pdf
　　http://www2.iri.pref.niigata.jp/test_IriRep.nsf/856a8973b1ef4d0d4925747900823abc/4e5a9fbaa19afac849256cd100278762/$FILE/%E6%88%A6%E7%95%A5%EF%BC%92%EF%BC%8D%E9%AB%98%E7%B2%BE%E5%BA%A6%E4%B8%89%E6%AC%A1%E5%85%83%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6.PDF
　　http://www2.iri.pref.niigata.jp/test_IriRep.nsf/856a8973b1ef4d0d4925747900823abc/906d344a2adf48ad49256e4600174385/$FILE/%E6%88%A6%E7%95%A5%EF%BC%91%EF%BC%8D%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6.pdf
　　http://www2.iri.pref.niigata.jp/test_IriRep.nsf/f8ba8e3327a10805492574790020b0f8/ace736af7104068849256e460019a5ba/$FILE/%E6%88%A6%E7%95%A5%EF%BC%92%EF%BC%8D%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6.pdf

少し難解かもしれぬが、誤差を少なく加工精度を上げる方法を詳細に書いてます。レーザーでない切削機械などと共通する事項も多い。

回答No.2

noname#230359

レーザーパスは基本的に外形線を指示すると思いますが、そこを走るレーザーを線の左を走らせるか、右を走らせるかでレーザー径分寸法に差が出るはずだと思います。

回答No.1

noname#230359

レーザー加工機は材質、板厚ごとに加工条件が異なりますので焦点距離の違いでビーム径が異なっているのではないでしょうか？

加工条件のビーム径オフセットの値を変えてやることで調整できると思います。