9 Key Factors That Affect Laser Processing Time How to Work Faster？

レーザー加工では、生産速度は品質と同じくらい重要です。 ダイオード、CO ₂ 、またはファイバーレーザーシステムを使用している場合でも、ワークフローを最適化するには、レーザー処理時間の駆動を理解することが不可欠です。 設計の選択から処理方法やパラメーターの調整まで、すべての詳細が効率に影響を与える可能性があります。

この記事では、パターンの寸法や形状の向きから、彫刻の深さ、速度、DPI、充填方法、パス数まで、特定の要因がレーザー加工時間にどのように影響するかについて説明します。 これらの要因を理解することにより、専門家と愛好家の両方が、精度を損なうことなく、より速く、よりスマートな結果を達成できます。

1.パターンサイズ

同じレーザーマシンと同じ設定を使用すると、形状が同じであっても、大きなパターンは小さなパターンよりも彫刻に時間がかかります。 たとえば、1000ミリメートル/秒速度、20% 出力、300 DPIの設定では、直径10 mmの円の彫刻には9秒、30 mmの円には33秒、50 mmの円には1分4秒かかります。

これは、パターン寸法がレーザー加工時間に直接影響する方法を明確に示しています。 したがって、設計のサイズを最適化することは、効率を改善し、不要なマシンランタイムを減らすための重要なステップです。

2.パターン形状

刻まれた領域がまったく同じであっても、パターン形状の違いはレーザー加工時間の変化につながる可能性があります。 以下の例では、6つの形状すべての面積が1600 mm ² で、同じサンダーレーザーボルトプロ32、同じ素材、および同じ設定 (1000ミリメートル/秒速度、20% 出力、300 DPI) を使用して刻印されています。

この時間変化は、主にレーザー彫刻中の総バッファリング距離の違いによって引き起こされます。 たとえば、80mm × 20 mmの長方形は彫刻に35秒かかりましたが、同じ条件下で20mm × 80 mmの長方形は1分24秒かかりました。

この比較は、形状の向きの微妙な変化でさえ、レーザー加工時間に大きな影響を与える可能性があることを示しており、効率を高めるための思慮深い設計レイアウトの重要性を強調しています。

3.ストロークと雕刻

レーザーでテキストやパターンを処理する場合、アウトラインは彫刻よりも常に高速ですか? 答えは必ずしもではありません。

たとえば、以下の画像では、同じセットの小さなテキストとパターンが、アウトラインと彫刻の両方の手法を使用して処理されました。 機械モデル、材料、およびその他のパラメーターを一定に保つと、アウトラインと彫刻は200ミリメートル/秒、500ミリメートル/秒、1000ミリメートル/秒、および1500ミリメートル/秒の速度で実行されました。

結果は、テストされたすべての速度にわたって、小さなテキストとパターンの輪郭を描くことは、デザインが同じままであっても、それらを彫刻するよりも一貫して時間がかかったことを示しています。 これは、特に複雑な形状の場合、輪郭を示すと方向転換が頻繁になり、移動経路が長くなる可能性があることを示しています。これにより、単純に見えても処理時間が長くなる可能性があります。

4.浅い雕刻と深い雕刻

一般に、同じ機械と材料に同じパターンを彫刻する場合、深い彫刻は浅い彫刻よりも同じかそれ以上のレーザー加工時間がかかります。 これは、より深い彫刻効果は通常、より高いレーザー出力、より遅い処理速度、または複数のパスを必要とするためです。

レーザーパワーのみが増加すると、浅くて深い彫刻の処理時間は同じままになる可能性があります。 ただし、速度を下げるか、パスの数を増やすと、深い彫刻にかなり時間がかかります。

たとえば、1500ミリメートル/秒速度、30% 出力、300 DPI、1パスのパラメータを持つ桜の木に刻まれた浅いドラゴンは、1個あたり16分18秒かかります。

対照的に、1000ミリメートル/秒速度、70% の電力、300 DPI、および4つのパスのパラメーターを持つ桜の木に深く刻まれたドラゴンは、1個あたり1時間39分を必要とします。

処理時間のこの大幅な増加は、より深い彫刻では、特に複数のパスが含まれる場合に、より多くのエネルギー入力だけでなく、機械の操作時間を延長する必要があることを示しています。 このトレードオフを理解することは、彫刻の深さと生産効率のバランスを取るときに重要です。

5.パワー

レーザーパワーはレーザー加工時間を直接決定しません。 処理時間への影響は主に、より高いレーザー出力により同じ処理結果をより速い速度で達成できるため、全体的な実行時間が短縮されるという事実に起因します。

例えば、レーザー切断用途では、より高いレーザー出力が、増加した速度で同じ材料厚さを切断することができる。 3 mmバスウッドボードを切断するための75% の電力設定では、最大出力30ワットのサンダーレーザーボルトには15ミリメートル/秒の切断速度が必要ですが、最大出力80ワットのNova 35は45ミリメートル/秒で切断を完了できます。

これは、レーザー出力の増加はそれ自体では処理時間を短縮しないが、適切に最適化された場合に使用可能な処理速度の範囲を拡大し、より高速なワークフローを可能にすることを示しています。

6.スピード

より速い彫刻速度は常により短いレーザー加工時間を意味しますか? 必ずしもそうとは限らない。 彫刻速度が速いと、レーザーヘッドが実際の彫刻パスを完了するのに費やす時間が短縮されますが、ムーブメントの両端でのバッファリング距離も長くなります。

この拡張されたバッファリング距離は、特に小さなパターンの場合、追加の時間がかかります。 その結果、レーザー加工時間は、彫刻パス時間とバッファリングに費やされる余分な時間の両方に影響されます。

小さなグラフィックを彫刻すると、速度が速くなると、実際には全体的な処理時間が長くなります。 ただし、パターンが十分に大きくなると、彫刻パスで節約される時間は余分なバッファリング時間を上回り、高速化するとレーザー加工時間を短縮できます。

たとえば、同じ条件下で (20% の電力、300 DPI、同じThunder Laser Bolt Pro 32マシン、および同じ材料) 、異なる直径の円が1000ミリメートル/秒と2000ミリメートル/秒の速度で刻まれました。

このデータは、速度が速いと常に処理時間が短くなると想定するのではなく、速度設定をパターンサイズに一致させることの重要性を強調しています。

7. DPI

DPIが高いほど、所与のエリア内のレーザーマークはより高密度になる。 この密度の増加は、機械が単位面積あたりより多くのパスを完了する必要があるため、レーザー処理時間を長くします。

たとえば、同じBolt Plusマシンと素材を使用して、20% の出力と1000ミリメートル/秒の速度の同じ設定で、直径50 mmの円が100 DPIと500 DPIの両方で刻まれました。 100 DPIでは、レーザー加工時間は24秒であった。 500 DPIで、同じ彫刻に1分43秒を要した。

したがって、より高いDPIはより細かいディテールを生み出すことができますが、処理時間を大幅に増やすこともできます。 ユーザーは、最終的なアプリケーションに応じて、ビジュアル品質と制作効率のバランスを取る必要があります。

8.充填方法

同じマシン、同一の設定、および同じデザインを使用している場合でも、異なる充填タイプがレーザー処理時間に大きな影響を与える可能性があります。 レーザー彫刻家やカッターの場合、双方向の水平充填は通常、一方向の充填よりも処理時間が短くなります。

レーザーマーキングマシンの場合、より多くの塗りつぶしパターンが利用可能であり、適切なパターンを選択することで、マーキング時間を効率的に短縮できます。

最適な充填方法を選択すると、生産が加速するだけでなく、不要な機械の動きを最小限に抑えることで摩耗を減らすことができます。

9.パス数

実際の生産では、より深い彫刻、よりシャープなディテール、またはより良い材料の互換性を実現するために、複数の彫刻パスまたはレイヤードカッティングがよく使用されます。 このアプローチは最終結果を改善することができるが、必然的にレーザー加工時間を増加させる。

全体的な効率を改善するには、パス数を慎重に計画します。 品質基準を満たしながら不要な繰り返しを最小限に抑えることは、レーザー加工時間を短縮するための重要な戦略です。

10.結論

レーザー加工時間を減らすことは、単一の調整を行うことではありません。 設計の最適化、処理方法の選択、スマートパラメータ設定の戦略的な組み合わせが必要です。 レイアウトの描画からパス数まで、各要素がランタイム全体にどのように影響するかを認識することで、ワークフローを微調整して最大の効率を得ることができます。

カスタムプロジェクトで生産を拡大したり、ターンアラウンドタイムを改善したりする場合でも、これらの要素をマスターすることは、レーザーマシンを最大限に活用するための鍵です。