発泡体
フォームは気体ポケットを材料の中に閉じ込めることで製造されます。フォームは通常はポリマーから作られますが、セラミックや金属から作ることもできます。オープンセルフォームでは、ポケットは内部接続されており、空気で満ちています。オープンセルフォームは、空気がポケット間を自由に移動できるため、簡単に圧縮することができます。クローズドセルフォームの場合、ガスポケットは接続されていません。代わりに、各ポケットは固形の材料で完全に覆われています。気体はポケット内に閉じ込められるため、クローズドセルフォームはオープンセルフォームほど簡単に圧縮できません。あらゆる種類のフォームをレーザー切断、彫刻、およびマーキングによって加工できます。
フォームの種類
- ポリエチレンフォーム
- ポリイソシアヌレートフォーム
- ポリウレタンフォーム
- PORON®フォーム
- シリコーンフォーム
- Styrofoam™
レーザー加工の種類
レーザーは、新製品の開発から大量生産まで、材料加工において幅広い役割を担っています。すべてのレーザー加工について、レーザービームのエネルギーは材料と相互作用して、何らかの方法で材料を変換します。各変換（つまりレーザー加工）は、レーザービームの波長、出力、デューティサイクル、および反復率を精密に調整することで制御されます。このようなレーザー加工には、以下のものがあります。すべての材料には、レーザービームがどのように相互作用し、その結果材料がどう改質されるかを決定付ける固有の特性があります。フォームの最も一般的な加工を以下にご紹介します。
フォームのレーザー切断
ポリマーベースのフォームは、CO2レーザーを使用したときに最も効果的に切断できます。レーザービームは、その過程で材料を直接加熱するため、材料が気化します。レーザー出力が十分な強さであれば、レーザービームによって材料が完全に切断されます。ポリマーは、レーザービームで切断するとすぐに気化するため、熱影響域を最小限に抑えて、滑らかなエッジを形成します。金属ベースのフォームに対しては、ファイバーレーザーが最も効果的です。ファイバーレーザーは、薄いフォームのシート（最大1/8インチ（3mm））を切断できます。通常は、セラミックベースのフォームをレーザーで切断しません。このフォームは非常にもろく、割れてしまう可能性があるためです。
フォームのレーザー彫刻
レーザービームの出力を制限して、材料を特定の深さまで除去（彫刻）することができます。CO2レーザーはポリマーフォームのレーザー彫刻に最適で、ファイバーレーザーは金属フォームに最適です。レーザー彫刻加工を使用すると、フォームの表面にパターンやデザインを作り出すことができます。レーザー彫刻は、情報の伝達に使用することもできます。
フォームのレーザーマーキング
金属およびセラミックのフォームは、ファイバーレーザーを使用してレーザーマーキングすることができます。ファイバーレーザービームのエネルギーは材料の表面で吸収されるため、加熱されて色や色調が変わることがあります。この外観の変化により、材料を除去することなく目に見えるマークが形成されます。レーザーマーキングを使用することで、デザインを作り出したり、情報を伝達したりすることができます。
複合加工
前述のレーザー切断、彫刻、およびマーキング加工は、フォームを移動したり再固定したりせずに組み合わせることができます。
一般的なフォームレーザーシステムの注意点
プラットフォームの規模 – レーザー加工する最大のフォームシートを保持するのに十分な大きさであるか、または大型シートを加工するためのクラス4の機能と安全対策を備えていなければなりません。
波長 – ポリマーフォームのレーザー切断と彫刻には、10.6ミクロンの波長が最適です。金属フォームの切断、彫刻、およびマーキングには、1.06ミクロンの波長が最適です。1.06ミクロンの波長はセラミックフォームのレーザーマーキングにも最適です。
レーザー出力 – 実施する加工に基づいて選択する必要があります。ポリマーフォームのレーザー加工には、25～150W（CO2レーザー）が最適です。金属またはセラミックフォームのレーザー加工には、40～50Wのファイバーレーザーが最適です。
レンズ – 2.0レンズはフォームのレーザー加工に最適な汎用加工レンズです。
切断テーブル – レーザー切断するフォームのシートを支えます。
排気 – レーザー加工中に発生した気体や粒子をフォームのレーザー彫刻機、カッター、およびマーカーから取り除くのに十分なエアフローが必要です。
エアアシスト – レーザーの焦点の近くに空気を噴射して、フォームのレーザー彫刻、切断、およびマーキング中に発生した気体や粒子を除去します。
フォームのレーザー加工に関する環境、衛生、および安全性への配慮
ほとんどの場合、レーザー材料の相互作用によりガス状流出物や粒子が生じます。フォームのレーザー加工からの流出物には、さまざまな揮発性有機化合物（VOC）が含まれているため、外部の環境に排出する必要があります。あるいは、流出物を最初にろ過システムで処理してから外部環境に排出することもできます。フォームの燃焼はレーザー加工に伴う現象で、炎を発生させる可能性があります。そのため、フォームのレーザー加工を常に監視する必要があります。
