レーザー切断におけるカーフ補正
レーザーのビーム幅により材料 (切り溝) が除去され、部品が設計よりわずかに小さくなります。切り口を補正することで、正確な寸法と完璧なフィット感が保証されます。
カーフを理解する
カーフとは、レーザービームによって除去される材料、つまり切り込み自体の幅のことです。一般的な CO2 レーザー カーフ: 0.15-0.3mm (材質、出力、焦点に応じて)。 100mm を正方形に切断すると、カーフによってすべての面の材料が除去されるため、最終ピースの寸法は 99.7-99.85mm になります。精密部品にとって違いは重要です。
切り口は材料によって異なります。広葉樹の場合は針葉樹よりも広い切り口（密度）、厚い材料は薄い材料よりも広い（厚さ方向にビームが広がる）、アクリルは木材よりも狭い切り口（よりきれいなカット）。材料と厚さの組み合わせごとにカーフを文書化します。同じ設定で材料間で同じ切り口が生成されるとは想定できません。
内側と外側のカットの影響は異なります。穴の内側をカットすると、切り溝の幅（内側から材料が除去される）だけ穴が大きくなります。外側のプロファイルを切断すると、カーフ幅 (外側から除去される材料) の分だけパーツが小さくなります。両方の機能を備えた 1 つの設計には、異なる補償戦略が必要です。
ハーフカーフ原理: カットラインはビーム中心に従います。材料はラインの両側で均等に除去されます。寸法を維持するには、外部プロファイルの場合は切り口幅の半分だけ外側に、内部穴の場合は切り口の半分だけ内側にカット パスをオフセットします。これにより、最終部品の設計寸法が維持されます。
レーザーの切り口を測定する
テストカット方法：既知の寸法（100mm × 100mm）の正方形をカットします。デジタルノギスで完成品を測定します。違いは総カーフロス損失です。 4 (4 辺) で割る = エッジごとの切り溝。例: 100mm を設計し、99.8mm を測定しました。合計 0.2mm、エッジごとに 0.05mm が失われました。ハーフカーフ = 0.025mm オフセットが必要です。
直接測定：直線をカットし、ノギスまたは光学測定スコープを使用してギャップ幅を測定します。直接カーフを与えますが、精密な測定ツールが必要です (ギャップ幅は 0.15-0.3mm のみ)。ほとんどのショップにとって、より実用的なテストカット方法。
複数の材料テスト: テスト マトリックスを作成します。使用する各材料と厚さの組み合わせから同一の形状を切り出します。サンプルにラベルを付けて保管します。それぞれの切り口を測定し、文書化します。推測を排除してリファレンス ライブラリを構築します。レーザー設定の変更、レンズ/ミラーの交換、または材料サプライヤーの切り替え時に更新します。
焦点の高さはカーフに影響します。焦点の合っていないビームの幅が広くなります。予測可能なカーフを得るために一貫した焦点を確保します。焦点が変わると切り口が変わり、部品がフィットしなくなります。カーフテストに使用されるフォーカスキャリブレーションと文書のフォーカス距離を維持します。
カーフ補正の適用
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戦略 1: 手動パス オフセット
CAD/設計ソフトウェアでは、カット パスをカーフ量の半分だけオフセットします。外部プロファイル: 外側にオフセットします(拡張)。内部穴: 内側にオフセット (収縮)。ほとんどのベクター ソフトウェアには、「オフセット」または「アウトセット/インセット」機能があります。レーザー ソフトウェアにエクスポートする前に適用します。複雑な設計には時間がかかりますが、最大限の制御が可能です。
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戦略 2: レーザー ソフトウェア補償
多くのレーザー制御プログラムにはカーフ補正が組み込まれています。半分のカーフ値を入力すると、ソフトウェアがすべてのカット パスを自動的にオフセットします。利点: デザイン ファイルを再処理せずに補正を調整します。短所: すべてのパスに同じオフセットを適用します。機能ごとに異なる補正が必要になる場合があります。
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戦略 3: 設計寸法の調整
単純な部品の場合は、フルカーフによって設計寸法を調整します。例: 100mm 完成部品が必要で、100.2mm を描画します (カーフロスを追加)。基本的な形状には機能しますが、内部フィーチャーと外部フィーチャーの両方を持つ複雑なパーツには適切なオフセットが必要です。この方法は方向を区別しません。
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テストフィットの反復
テストジョイントの切断 - 単純なタブ/スロット、またはオス/メスの連結部分。フィット感を測定します。緩すぎる: 補償を減らします。きつすぎる場合は補正を増やします。理想的: 軽い手の圧力を必要とする圧入。 0.025mm 単位で調整します。将来のプロジェクトのために最終的な作業オフセットを文書化します。
補償が必要な用途
連結アセンブリ: パズル、家具のジョイント、建築モデル、タブ付きの筐体。補正を行わないと、メススロットがきつすぎます (オス部品の寸法に合わせて設計されていますが、切り溝によってオス部品から材料が除去されています)。補正を行うと、オスのパーツはわずかに大きくなり、メスのスロットはわずかに小さくなり、パーツは完璧にフィットします。
取り付け穴: PCB 取り付け、ブラケット、テンプレート ガイド。ボルト/ピンの嵌合に重要な穴の直径。補正を行わないと、穴が大きすぎます (切り溝が穴を拡大します)。内側にオフセットすると、穴が縮小して直径が修正されます。圧入ベアリング、ブッシュ、または精密な位置合わせ機能の場合は特に重要です。
レイヤードスタックデザイン: 複数の同一パーツを積み重ねて 3D オブジェクトを作成します。切り口の不一致により、レイヤーが整列せず、スタックが傾いたり、ぐらついたりします。一貫したカーフ補正により、すべてのレイヤーが同じサイズになり、スタックが完全に整列します。建築模型、地形図、装飾ボックスに不可欠です。
必ずしも必要というわけではありません。適合要件のない装飾アイテムには補償は必要ありません。標識、美術品、独立したオブジェクトでは、±0.5mm を超える精度が必要になることはほとんどありません。重要ではない作業の報酬をスキップして時間を節約します。正確なフィット感が必要な機能部品に補正作業を集中させます。
生産前の検証チェックリスト
- 宛先ソフトウェアで最終的なサイズ、単位、方向を確認する
- ファイルに隠れたジオメトリ、重複したジオメトリ、または無関係なジオメトリがないか検査します。
- 本格的な生産の前に、小規模な素材テストまたは試し彫りテストを実行します。
- 承認された設定、ソースファイル、エクスポートされた本番ファイルを一緒に保存します
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