発見

加工能力の拡張

レーザーカッター、彫刻機、およびマーカーは、非常に幅広い用途の機器です。1つのユニバーサル製システムがあれば、数十万もの材料を切断、マーキング、および彫刻できます。ただし、多くの場合、材料に最適な加工を施すことができるのは、適切なレーザー光源を選択した場合のみです。特定の用途にレーザー光源を選択する場合に主に考慮するのは、エネルギー伝達速度、定格出力、およびレーザー波長の3つです。これらの検討事項はそれぞれ、Rapid Reconfiguration技術で利用されます。

エネルギー伝達速度

CO₂レーザー光源がオンおよびオフになると、レーザーエネルギーのパルスが生成されます。各パルス内には、出力曲線の下の領域と等しい特定のエネルギー量があります。高出力および低出力レーザーは、指定されたエネルギー量でパルスを伝達できますが、定格出力で行われます。高出力レーザーでは、非常に短時間で大量のエネルギーが分配されます。この短い時間の間に強力なエネルギーのレーザーが当てられることによって、材料が除去されたり気化したりします。この作用は、一部の材料の加工には最適です。しかし一方で、低出力レーザー光源によって生成されるエネルギーをゆっくりと照射することで最適な結果が得られる場合もあります。

概略図には、25ワットおよび50ワットのレーザー光源によって生成する同じエネルギーの各パルスを示しています。同じエネルギーを維持するためには、25ワットレーザーが長期間オンの状態にしておかなければなりません。

Rapid Reconfigurationにより、ユーザーは各アプリケーションで、理想的なパルスエネルギー出力を達成するための高速レーザー切り替えが可能です。これは、エネルギー伝達のレートに基づく異なる挙動を持つという各種材料に対する加工の柔軟性を最大化します。たとえば、木材は低出力で燃焼すると炭化する傾向があるため、コントラストの高いマークが形成されます。高出力レーザーを使用すると、炭化とコントラストが低く抑えられます。木材のレーザー切断、彫刻およびマーキング時には、高および低両方のコントラストの結果が有用です。

75ワット（上）と10ワット（下）の両方のレーザー光源で彫刻されたサクラ材。75ワット（上）レーザー光源と10ワット（下）レーザー光源の両方で彫刻されたサクラ材の加工処理中、10ワットレーザーは、その炭化量が理由で、より高いコントラストマークを生成します。10ワットのレーザーは、加工中の炭化量により、より高いコントラストマークを生成します。

定格パワー

レーザー加工における一般的な誤解は、高出力レーザーは切断アプリケーションで加工速度を高める目的にのみ有用であるという考えです。スループットはレーザー光源を選択する際の重要な要素ですが、その他にも考慮すべき点がいくつかあります。

加工速度を上げると、レーザーエネルギーは材料に沿ってはるかに高速に移動し、熱エネルギーの大部分はアブレーションまたは気化によって消散します。これは熱伝導によって残りの材料に吸収されるエネルギー量を最小限に抑え、一般的には熱影響域が小さくなります。熱影響域は、溶融、変色、反りまたはその他多くの望ましくない効果を引き起こす可能性があるため、ほとんどの材料ではサイズを最小限に抑えることが好ましいとされています。

ABSプラスチックは、75ワット（左）および10ワット（右）のレーザー光源を用いて切断されます。10ワットのレーザー光源はABSを切断することが可能ですが、より遅い出力伝搬による過度の熱の蓄積が、好ましくない外見上の変化を引き起こします。

低出力レーザーはエネルギーをよりゆっくりと伝搬するので、多くのアプリケーションで有利となります。ラミネートやフィルムのような、より薄い材料を加工する場合によく見られますが、このような材料は切り離しのに必要なパワーが、燃焼、炭化またはその他の望ましくない効果を引き起こすパワーに非常に近いレベルとなるので、かなり加工が難しいことで知られています。したがって、低パワーレーザーははるかにゆっくりとエネルギー伝搬する能力があるので、一部の薄い材料を加工するのに最適です。Rapid Reconfigurationによって、各固有の材料を加工するための理想的なレーザー光源に簡単に切り替えることができます。

75ワットレーザー光源（左）と10ワットレーザー光源（右）を用いた、二層材料の制御された層切断。10ワット光源は、レーザーエネルギーをより遅い速度で伝送することができ、熱影響域を低減し、75ワット光源と比較して切断の一貫性を高めることができます。

レーザー波長

ユニバーサルでは、ほとんどのシステムで2種類の異なる波長のCO₂レーザー光源を提供しています。10.6µmおよび9.3µm。どちらも幅広いアプリケーションに対応しますが、どちらかが他方に対して非常に好ましいという場合もあります。この効果の良い例は、PETプラスチック（ポリエステルの一形態）のレーザーマーキングです。10.6μmの波長は、この材料のレーザー切断には理想的ですが、高いコントラストを持つマークを作製することは困難です。しかしながら、9.3μmの波長は、材料の表面上に、非常に読みやすいマーキングを生成します。これは、加工される材料のスペクトル吸収に基づく複雑な効果です。

10.6μm（左）および9.3μm（右）のレーザー光源を用いたPETのレーザーマーキング。10. 6μmは9.3μmのマーキングに対してコントラストが劣ります。

ポリイミドフィルムをレーザー切断する時、9.3μm波長でより良い仕上がりが生成された別の例が見られました。10.6µmレーザーでつくられたカットは、炭素化残留物を残してしまう傾向がありますが9.3µmではそれよりもかなり綺麗なカットに仕上がります。Rapid Reconfigurationにより、システムは各アプリケーションで適切な波長に高速変換することができます。

10.6μm（左）と9.3μm（右）のレーザー光源でレーザー切断したポリイミドフィルム。9.3μm光源は、切断界面での炭化量を減らし、よりクリーンでより均一なエッジを残します。

10.6µmと9.3µm CO₂レーザーに加えて、一部のユニバーサルのシステムでは1.06µmのファイバーレーザーも搭載可能です。この波長のおかげで、金属、セラミック、および他の無機物を含む大きな材料グループを開放しました。これらのシステムは、Rapid Reconfigurationによりこれらの波長を容易に切り替えることができます。

柔軟性と生産性の向上

Rapid Reconfigurationでは、多くの材料加工の利点に加えて、作業の規模に関係なく設備の生産性を高めることができます。レーザー光源を再構成してレーザー加工タスクにすばやく適応できるため、1つのレーザーシステムの作業でも、驚くほどの柔軟性を発揮します。その他のレーザーシステムでは、加工タスクそのものよりも再構成に多くの時間がかかる場合があるため、この迅速性のレベルを達成することはできません。

Rapid Reconfigurationを導入することで、発展段階にある企業は、最適な効率とシステム稼働率を達成するためのソリューションを再構成する能力を手にすることになります。製造現場では、Rapid Reconfigurationを採用すると、レーザー光源、光学部品、および付属品を切り換えて顧客の需要の変化に対応することで、柔軟性に優れた拡張可能なソリューションが実現します。利点としては、ツールが不要なプロトタイプ開発、すばやく正確な作業の見積もり、および生産の需要に基づいたレーザーシステムのシームレスな再割り当てなどが挙げられます。

複数のレーザーシステム構成では、ユーザーはレーザー切断、彫刻、またはマーキングなどの特定の加工に合わせてシステムの規模やレーザー出力を適応させることができます。たとえば、ILS12.150Dは、大型パネルをマーキングするために必要な場合がある大型システムです。この場合、フィールドサイズがより大きい低出力レーザーで十分ですが、高い出力が必要で、小型の部品を加工する場合は、小型サイズのレーザーシステムと高出力レーザーを組み合わせることができます。これによって、レーザーとシステムの最も効率に優れた組み合わせが常に使用可能になり、投資利益率が最大限に高まります。

投資の保護および最適化

多くのお客様は、1つのレーザーシステムと1つのレーザー光源で事業を開始します。時間の経過と事業の成長とともに、2番目のレーザー光源を購入し、材料加工能力の範囲を広げて、生産性を高めます。

その他のレーザーシステムでは、元のレーザー光源を新しいレーザーシステムに簡単に再取り付けすることができないため、新しいレーザーシステムを購入するごとに、お客様がすでに所有するレーザー光源の利点を活かすことができなくなっていきます。一方、これはRapid Reconfigurationには当てはまりません。過去にユニバーサルから購入されたレーザー光源の多くは、ユニバーサル製システムとの互換性が確保されています。つまり、今後発売されるシステム構成に対して長期的なレーザー互換性と無限の可能性をもたらすことにより、これまでのレーザー光源への投資を未来につなげることができす。

また、Rapid Reconfigurationでは、お客様の投資が非常に柔軟性の高いものとなります。たとえば、お客様は、特定用途のニーズに応じて、同じワット数のレーザーを購入するか、またはワット数を組み合わせて購入することができます。Rapid Reconfigurationを導入すると、今後のアップグレードが非常に簡単になり、アップグレードによってスループットの利点が得られるだけでなく、2つのレーザー光源を備えることに関連するあらゆる加工上の利点も享受できることを十分に承知した上で、よりコストを抑えたオプションを選択できるようになります。

保守および修理に必要なダウンタイムが最小限で済む

ユニバーサルは、高い信頼性で長期間にわたって動作する高品質のレーザー光源を製造しています。しかしながら、すべてのレーザー光源には最終的に保守が必要です。Rapid Reconfigurationではダウンタイムが原則的に排除されています。たとえば、複数のレーザー光源を所有するユーザーは、保守を必要とするレーザー光源が工場に送られている間、在庫のレーザー光源を利用して製造能力を維持します。または、交換用として調整済みのレーザー光源をユニバーサルから要求することもできます。新しいレーザーが届いたら、古いレーザーはユニバーサルに返送してください。どちらの場合も、システムのダウンタイムはほとんどなくなります。

万一、予定していた保守を行う前にレーザー光源の保守が必要となった場合は、ユニバーサルが世界各地に一晩で調整済みのレーザーを出荷することが可能です。新しいレーザー光源が届いたら、ほんのわずかな時間で取り付けることができます。

安全性と使いやすさ

他のレーザーシステムでは、システムへの新しいレーザーの取り外し、交換、および再調整に何時間もかかる可能性があります。このプロセスを行うには幅広い訓練を受ける必要があるため、高額な給与の技術者を雇い、タスクを実行するために長期にわたってレーザーカッター、彫刻機、およびマーカーを停止しなければならないお客様もしばしば見受けられます。レーザーの取り付け後、出力や速度などの加工設定の調整が必要になる場合もあります。レーザーをテストして再調整すると、スクラップ材料が生成されることもあり、すでに長期化しているダウンタイムがさらに延びることになります。

これとは反対に、Rapid Reconfigurationではツールや特殊な訓練は必要ありません。ユニバーサルでは、工場で共通の参照基準に適合するようにすべてのレーザー光源を事前配列するため、取り付けプロセスが劇的に簡素化されます。大抵の場合、ユニバーサル製システムの再構成には1分ほどしかかかりません。レーザーシステムでは、取り付けられたレーザーと内部で通信が行われ、あらゆる加工の変更に合わせて自動的に調整されます。ユーザーが40Wのレーザーで9.5mmのプラスチックを切断する際に、75Wのレーザーを追加して生産性を向上させる場合、ユニバーサルのソフトウェアでは必要な加工設定を計算し、追加のレーザー光源に対応します。つまり、レーザーを交換するたびに、時間を割いてシステムでパラメータを再設定する必要がなくなります。すべて自動で行われます。

ユニバーサル独自の機能を利用

Rapid Reconfigurationを導入することで、お客様はユニバーサルのソフトウェアに搭載される数多くの機能とともに、SuperSpeed™、Multi-Wavelength™、
MultiWave Hybrid™テクノロジなどのその他のユニバーサル独自の機能と技術を最大限に活用できます。この技術のエコシステムは、すべてのユニバーサル製品の設計と構造に関連する高度な検討事項を示し、その目標は、お客様の能力、柔軟性、および収益性を最大限に高めることです。

優れた投資利益率（ROI）の実現

Rapid Reconfigurationには多くの利点がありますが、中でも優れているのは、柔軟性、能力、スループットの向上によってお客様のROIを最大限に高める点です。お客様は、日々の需要に対応してレーザーカッター、彫刻機、およびマーカーを再構成することで、ほぼあらゆる用途に応じてレーザーシステムを調整できます。お客様の事業の成長または変化に伴い、お客様とともに投資を発展させ、事業のニーズをサポートします。保守が必要になっても、短時間で負担のないプロセスであるため、実質的にダウンタイムはゼロです。また、お客様は、ユニバーサルがお客様の継続的な成功を保証するために提供するサポートと支援を安心してご活用いただけます。