レーザー受託試験/レーザー加工システムの開発・販売

高出力の半導体レーザ、ファイバレーザ、CO2レーザ等(取扱い主要設備)の高エネルギ密度熱源と延べ50年に及ぶ豊富な研究開発知見を駆使し、適切な手法を提案、熱処理(焼入れクラッディング)、溶接、切断、穴加工等、お客様のモノづくり技術のブレークスルーに繋がるレーザ加工試験を行います。

更に、鉄鋼プロセスに培った長期実用に耐える装置知見を駆使し、お客様のニーズに最適化したレーザ加工システムをご提案し、光学設計、電気・機械回りの設計をはじめ、装置製作、メンテナンスまでフルターンキー対応いたします。

1.レーザ焼入れ試験

レーザ焼入れはレーザ照射によって瞬時に表面を加熱し、伝導を通じて材料に浸透しますが材料の大部分は、表面から熱を抽出するためのヒートシンクとして機能します。短い温度サイクルによる高硬度の微細結晶粒組織(マルテンサイト)が形成され、局所的な焼入れに最適な方法です。

(1)矩形ビームによる丸棒のレーザ焼入れ

【試験体】 鋼種;S45C 形状;φ30mm

【照射条件】

  • ビームサイズ 4.5×13mm
  • レーザーパワー 7000W
  • 走査速度 6mm/秒
  • 矩形ビームによる丸棒のレーザ焼入れ

(2)矩形ビームによる平板のレーザ焼入れ

2.レーザクラッディング

レーザクラッディング(肉盛り溶接)とは、積層材料の粉末を供給しながらレーザ照射によって母材金属との溶接を行うもので、従来の粉体プラズマ溶接に比べ加工時間が短く、積層材料の溶け込み深さが少なく、細かく、細孔や亀裂のないコーティング技術です。客様のニーズに合わせた様々な材料、形状に合わせた試験に対応いたします。

(1)矩形ビームによる丸棒のレーザクラッディング

【試験体】 鋼種;SS400 基材形状;φ30mm

【積層材料】Ni基 PC-4 粉体

【照射条件】

  • ビームサイズ 19×5mm
  • レーザーパワー 6000W
  • 走査速度 10mm/秒
  • 矩形ビームによる丸棒のレーザクラッディング

(2)矩形ビームによる平板のレーザクラッディング

3.レーザ溶接

従来は不可能であった板厚0.05~0.5mmの極薄鋼板のレーザーによる突き合せ溶接を、レーザー照射法の最適化により、無欠陥、かつ優れた機械的特性で、さらに安価で高速で行います。

  • 技術内容
    1. レーザー溶接法の特徴である、非接触・高速溶接と優れた機械的特性を実現します。
    2. レーザービームのスポット径を大型化(板厚の2倍以上、もしくは付き合わせギャップの10倍以上)とし、溶接欠陥の原因となるレーザープラズマの発生を低エネルギー密度でコントロールします
    3. 大型化したレーザースポット径により、突き合わせ精度の緩和を行い、拘束ジグの簡素化により周辺設備の低コスト化を実現します。
  • 応用分野
    家電製品の電磁鋼板、および薄手のステンレス鋼板の接合、そして、これらの連続製造ラインでのコイル継ぎ溶接 などに適用できます。

(1)ステンレス薄板の突合せ溶接

【試験体】基材:ステンレス1㎜t

【溶接条件】溶接速度 : 3.5 m/min

  • ステンレス薄板の突合せ溶接

(2)ビードオンプレートによる深溶込み

【試験体】基材;SS400

【照射条件】

  • ビームサイズ φ750μm
  • レーザーパワー 8500W
  • 走査速度 1~60m/min
  • ビードオンプレートによる深溶込み

(3)レーザー主要設備

項目名称主な仕様
最大出力
(kW)
波長
(μm)
半導体レーザ LASERLINE社 LDF8500-60型 8.5 0.9~1.1
COHERENT社
CompactEvolution1200XL型
1.2 0.9
ファイバーレーザ IPG社 YLR-100型 0.1 1.07
炭酸ガスレーザ 日酸TANAKA社 LMXⅦ-TF6000型 6 10.6
COHERENT社 GEM-100型 0.1 10.6
周辺機器 ビームモードアナライザ
PRIMES Beam/FocusMonitor
レーザービームの
空間エネルギー強度分布を
測定する装置。
加工点でのビーム
プロファイルを解析可能。
加工用ロボット
安川電機製
DDLやファイバーレーザーを
搭載可能で、ティーチング機能により
曲面形状へのサンプル加工が可能。
精密加工テーブルストロークは50~1500mm、
位置精度は1~5μm、
微細加工が可能。
ワイヤー供給装置 
ダイヘン製
φ0.6~1.2mm
パウダー供給装置
SulzerMETCO社 5MPE型
流量制御ユニット含む。
加熱炉供試材の加熱が可能。
パイロメータ 
Mergenthaler社LPC04型
2色、800-1500度

(4)半導体レーザ詳細

  • LDF8500-60
  • LDF8500-60

  • 最大出力:8500W
  • 波長:0.9~1.1 μm
  • モジュール式:内部または外部冷却システムを選択可能
  • 明瞭化するためにすべてのシステムデータ(レーザ、光学系、ファイバー)を提供
  • 高い電気効率:最大50%
  • 実践で証明されたアクティブ半導体レーザ素子冷却技術
  • 全システム部品の内部ネットワーク化
  • 故障時のリアルタイム診断
  • 従来のシステムと互換性のあるインターフェース
項目名称仕様
半導体レーザLASERLINE社LDF8500-60型最大出力8.5kW
波長0.9~1.1μm
伝送ファイバ600ミクロンファイバコア径φ600μm、長さ10m、NA0.22、
LLK-Dコネクタ
焼入れ用
光学系
OTZ-5型ズーム光学系(1軸)可変ライン(13mm×L)f200
L=5~58mm
肉盛り用
光学系
パイロメータ
Mergenthaler社LPC04型
2色、800-1500度
OTS-5型矩形ビーム光学系ビームサイズ19mm×5mm
矩形ビーム用クラッドノズル
フラウンホファ製COAX11型
WD29mm、粒子45~90μm
モニタ付きカメラ
2軸用
CMOS
パイロメータ
Mergenthaler社LPC04型
2色、800-1500度
粉体供給装置SulzerMETCO社
5MPE型
流量制御ユニット含む
溶接用
光学系
Precitec社 YW52型ビームサイズφ750μm
  • COMPACT EVOLUTION 1200XL
  • COMPACT EVOLUTION 1200XL

  • 最大出力:1200Wの水冷式
  • 波長:980nm
  • パフォーマンスレベル "e "の電源を内蔵※1
  • アナログとデジタルのユーザーインターフェース (レーザーコントローラー)
  • ログ機能とE-Service※2を備えたDLCコントローラー
  • BUSインターフェースも利用可

※1 パフォーマンスレベルとは国際規格ISO13849-1で規定された安全性能の指標、5段階(a~e)あり、eが最も安全性能が高い

※2 E-Service : インターエネットを通じた装置管理サービス

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