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さまざまな材料や厚さに適したレーザー切断の焦点位置の選び方
五月 12,2026

現代の金属加工において、安定した切断品質を実現する要素は、レーザー出力や機械構造だけではありません。

その中でも、最も重要でありながら見落とされがちな要素の一つが、レーザー切断のフォーカス位置です。

異なるフォーカス設定は、以下に直接影響を与えます:

·切断エッジ品質

·切断速度

·ピアシング性能

·スラグ付着

·表面粗さ

·ガス流効率

適切なレーザーフォーカスを選択することで、メーカーはレーザー切断機の性能を最大限に引き出しながら、再加工や生産コストを削減できます。

 

レーザー切断フォーカスとは?

レーザー切断フォーカスとは、レーザービームが最小スポット径かつ最高エネルギー密度で収束する位置を指します。

材料表面に対するフォーカス位置を調整することで、オペレーターは切断プロセスを最適化できます。

一般的に、レーザー切断フォーカスは以下の3つの主要モードに分類されます:

·ネガティブフォーカス

·ポジティブフォーカス

·ゼロフォーカス

 

1. ネガティブフォーカス:ワーク表面上方へのフォーカス

ネガティブフォーカスモードでは、レーザー焦点は材料表面よりわずかに上方に設定されます。

フォーカス位置:板材上方

代表用途:厚板炭素鋼切断

メリット

·切断幅が広くなり、酸素流れを改善

·厚板への熱分布が向上

·溶融金属排出がより安定

·厚板炭素鋼切断に適している

代表用途

ネガティブフォーカスは主に以下で使用されます:

·厚板炭素鋼

·酸素アシスト切断

·重工業製造

·構造用鋼材加工

制限事項

レーザーエネルギーがより分散するため:

·切断面が粗くなる可能性がある

·精度が比較的低下する

·細部加工性能が低下する

そのため、このフォーカスモードは超高精度加工には適していません。

 

2. ポジティブフォーカス:ワーク内部へのフォーカス

ポジティブフォーカスでは、レーザー焦点が材料内部に設定されます。

フォーカス位置:板材内部

代表用途:ステンレス鋼およびアルミニウム切断

この方法は、高反射材や高硬度材料に特に効果的です。

メリット

·材料内部へのエネルギー集中を向上

·ステンレス切断の安定性向上

·アルミ合金切断に対応

·未切断問題の低減に役立つ

代表用途

ポジティブフォーカスは以下に適しています:

·ステンレス鋼

·アルミニウム

·合金材料

·中厚の高反射金属

制限事項

他のフォーカスモードと比較すると:

·切断幅が大きくなる

·ピアシング時間が増加する

·ガス消費量が増える可能性がある

·より高いエアフローと安定した温度管理が必要

これらの課題があるにもかかわらず、ポジティブフォーカスは難加工金属に対する最適な選択肢の一つです。

 

3. ゼロフォーカス:材料表面へのフォーカス

ゼロフォーカスとは、レーザー焦点がワーク表面に直接設定されることを意味します。

フォーカス位置:材料表面

代表用途:薄板金属切断

これは、薄板および中板加工で最も一般的に使用されるフォーカス設定の一つです。

メリット

·滑らかな上部切断エッジ

·高い切断精度

·高速切断

·薄板加工性能に優れる

代表用途

ゼロフォーカスは主に以下で使用されます:

·SPCC鋼

·SPH材料

·SS41鋼

·薄板ステンレス鋼

·一般板金加工

制限事項

下部切断エッジは、レーザー焦点から離れているため粗く見える場合があります。

非常に滑らかな下部エッジが必要な場合は、追加のパラメータ最適化が必要になることがあります。

 

異なるフォーカス位置が切断品質に与える影響

 

フォーカスモード

推奨材料・用途

表面品質特性

主なメリット

制限事項

ネガティブフォーカス

厚板炭素鋼、酸素アシスト切断、重工業製造

上面は比較的滑らか、下面は粗め

酸素流れ向上、熱浸透強化、厚板切断安定性向上

切断エッジが粗くなりやすく、細部精度が低い

ポジティブフォーカス

ステンレス鋼、アルミニウム、合金材料、中厚高反射金属切断

内部溶融と切断安定性が向上

高反射・高硬度材料でも安定切断、高い貫通性能

切断幅拡大、ピアシング時間増加、ガス消費量増加

ゼロフォーカス

薄板金属、SPCC、SPH、SS41、高精度板金加工

上部エッジは滑らか、下部エッジはやや粗い

高精度、高速切断、きれいな仕上がり

厚板では下面品質が低下する場合がある

 

まとめ

レーザー切断フォーカスは、切断品質、生産効率、および生産安定性を決定する中核的要素の一つです。

ファイバーレーザー技術の進化に伴い、インテリジェントフォーカス制御システムは現代金属加工業界においてますます重要になっています。

Han’s Laser は、高度なオートフォーカスレーザー切断ヘッドと適応型フォーカス制御技術を備えており、材料の種類や厚みに応じてリアルタイムでフォーカス位置を調整できます。