ファイバーレーザ：eモビリティ溶接において精密さにこだわる理由

自動車生産におけるファイバーレーザの使用は大きな成功例であり、ホワイトボディ、吊り下げパーツ、パワートレインコンポーネントなど、数多くの溶接や切断の用途に採用されています。これは驚くことではありません。ファイバーレーザは、これまで採用されてきたレーザやレーザ以外の技術に比べ、いくつかの利点があります。

ただし、自動車産業は、イノベーションの大きな源泉であり続けています。 高出力のファイバーレーザは以前から自動車の生産に使用されていましたが、eモビリティや軽量化に対応するための最も困難な溶接加工方法では、単なる出力や力任せでは不十分です。実際にはさまざまな用途がありますが、通常、そのほとんどは次のものを必要とします。 

• 非常に薄い材料や熱に弱い材料
• アルミニウム、銅、高強度鋼などの「難」溶接性の材料
• 異種材料の接合

このような難易度の高い作業をこなすためには、レーザは主に次の2つの機能を備えている必要があります。1つ目は、必要な生産スループット率に対応するための十分な出力です。また、厚みのある部品を加工する際には、十分な材料の浸透性を得るために高出力であることが必要です。2つ目は、レーザ出力の分散を空間的および時間的に正確に制御できることです。

圧倒的なロジック

Coherent ARMに似たファイバーレーザのメーカーの中には、合計出力の100%をコアビームやリングビームにシフトできることを、利点であるかのようにアピールしているところがあります。というのも、ARMレーザは、コアとリングに出力を分けて、シングルビームよりも良い結果が得られるように入熱を分散させているからです（前述の銅溶接の例のように）。そうでない場合、なぜ最初から標準的なシングルビーム（しかも安価な）ファイバーレーザを使わないのでしょうか？ 

また、Coherent ARMアーキテクチャが「フレキシブル」ではないという懸念も生まれています。この主張を理解するためには、実際にはARMレーザは2つ以上のファイバーレーザモジュールを用いて構成されており、それぞれのモジュールがコアまたはリングに結合されてさまざまな最大出力比を実現していることを知っておく必要があります（動作時には、それぞれの出力を最大出力の0％から100％まで滑らかに変化させることができます）。 

コアファイバーとリングファイバーに供給するモジュールの数は、システムの製造時に設定されます。そのため、2 kWのモジュールを4台使って構成された8 kWのARMレーザでは、3種類のセンター/リングの最大出力比を設定することができます。これらは、6 kW/2 kW、4 W/4 kW、2 kW/6 kWです。また、この合計値は後から変更することができないため、「柔軟性に欠ける」と言われています。 

しかし、お客様のレーザに使用される構成は、レーザを購入するかなり前に行われた加工方法トライアルに基づいています。これらは、生産現場で目標とする動作を成功させるために必要な出力レベルと出力比を設定します。また、加工方法の変動（たとえば、原材料のバッチごとの変更）に対応するために必要な変更をサポートするために、十分に大きな加工方法ウィンドウを提供します。さらに、あるレーザを使用すると、その後の加工方法自体の変更にも非常に大きな幅を持たせることができます。つまり、最初に適切な出力と出力比を決めておけば、後でレーザ出力を大きく変える必要はありません。

競合他社は、Coherentの製品が「本物の」8 kWファイバーレーザではないと主張するかもしれません。これはそのとおりであり、Coherent製品は 8 kWのARMファイバーレーザです。つまり、特定の作業に最適な方法でレーザ出力を適用することができます。また、この8 kWファイバーレーザは、お客様のニーズが変化しても、より良い結果をもたらし続けます。

Coherent Highlight FL ARM Seriesについて