アクリル板の切断がギザギザになります。

#1

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3mm厚のアクリル板から正方形を切り出しました。(S:800 P:100 T:2)
写真のように、切断面がギザギザになっています。Y軸方向は滑らかになっていますが、x軸方向の切断面に0.5mmぐらいの間隔でギザギザになります。

そこで、
試行①x軸のベルトの張力を高めてみた。
試行②S:400、P:50にして、ギザギザを細かくしようと試みた。
結果は
結果➀ 同じようにx軸方向にギザギザが現れる。変化なし。
結果② スピードを遅くしても予想に反して、同程度のギザギザが現れる。(大きい方の部材)

べニア板を切断するときも感じていたのですが、アクリルでは、表面が滑らかであるので、切断面のギザギザが気になります。
しかも、X軸方向の切断面に現れるのはなぜでしょうか?機械的な振動が生じているのでしょうか?
y軸方向にも、同程度0.5mmぐらい間隔の筋はついていますが、さわった感じは滑らかです。
ご意見お聞かせくださいませ。よろしくお願いいたします。

#2

smartDIYsサポートです。

切断面のギザギザは、おっしゃるとおり機械的な振動が原因です。
振動自体はX軸もY軸も同様に発生するのですが、
X軸はレーザーヘッドを直接駆動するので、振動の影響が出やすいです。
タイミングベルトの張力が強いほど振動が直接伝わるので、
振動が顕著に出てしまう場合はベルトの張力が強すぎる可能性があるので、少し緩めてみることをお勧めします。
また、アクリルの場合加工スピードを遅くすることで切断面がより溶けますので、
ギザギザが低減されます(加工後のサイズが若干小さくなるのでサイズの調整が必要です)。

ご迷惑をおかけし申し訳ございません。
よろしくお願い申し上げます。

#3

サポート様

ご回答ありがとうございます。
さっそく本日試してみました。

スピードを下げて、しっかりと焼き切ることなんですね。確かに滑らかになりました。切断の下方にできるバリもできずにきれいに切れました。

3mm厚アクリル板から小さな歯車を切り出しているのですが、切れすぎた分が適度な遊びにとなっていい感じで動いています。軸を通す穴の直径だけ調整することにしました。

ありがとうございました。

#4

うまく加工できたようで何よりです!
機械的な振動については、少しでも振動が軽減できるよう開発を進めてまいります。

また何かございましたらお気軽にお問い合わせください。

#5

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3mm厚のアクリル板で、歯車を切り出しました。直径約8mmです。カッターナイフと比較してみてください。出力をS700、P100、T2として、切り出すと二回目では完全に切り離されてステージの下に切り落とされますが、しっかりと切ることが、きれいな切断のためにはいいようですね。
したがって、中心の穴を最初に切り、次に歯車の外周を切断します。ドーナツ形状は穴から切って外周を最後にします。Creatorソフトのバージョンアップで、色の設定をすれば、切断工程の順序を指定できるようになったので大変便利です。しっかりと切り離されるように設定すると、裏面のバリも少なくなっています。
写真からもわかるように、一部切断方向に縞模様が残りますが、やすりで仕上げると滑らかに回転しました。十分歯車の機能を果たしています。
また、穴の切り出した部分が円錐台の形になり、穴がテーパーになっていますが、これも、細いドリルの刃でグリグリして、滑らかにします。
そのため、穴の直径は1.88mmΦでデータ設定して切断してやると、2.0mmΦの軸がちょうど押し込むことができました。レーザーの切れ幅は0.06mmといったところでしょうか。

ホームページにありますアクリル板の切断データの紹介では、1回で切断することを勧められているようですが、私は、切り口がテーパーになる問題と裏面のバリを少なくするというためには複数回の方がよいと考え2回切りでこのように設定しました。ちゃんとした試行はしていませんが、1回切ではどうも、切れ幅の増加と、切り口がV字になるきがします。私の思い込みでしょうか。

#6

下記ページでは切断面のキレイさを重視した結果、1回での加工をお勧めしております。
しかし、1回での加工ですと切れ幅は増加します。また、素材の上部に長くレーザーが照射されますので、素材の上部と下部で溶け幅に違いがでる場合がございます(こちらがV字になっていると感じる要因かもしれません)。
素材の種類や求める切断面のクオリティによってパラメータは変化しますので、お好みに合う最適なパラメータを探っていただければ幸いです。
弊社でも、最適なパラメータをご紹介できるよう検証を重ねてまいります。

#7

サポート様
ありがとうございます。
きれいな加工のためには1回での加工が適切ということよくわかりました。仕上がり寸法を考えてデータを少し修正することにてみます。

#8

アクリル板3mm厚(三菱ケミカルアクリライト)の切断データについて検証しました。
サポート様から教えていただいたように1回切で少しパワーをアップしました。
私の機械co2では、S:200 P:100 T:1 とするときれいに切れたので、このときの切れ幅を考えることにしました。
下の写真のように、半径10.0mm 10.2mm 10.4mm 10.6mmの円のデータで切り出して、切り取った円盤と穴の大きさを比較したところ、ひとつ小さな円にちょうどはまりました。円がいびつになっているところもあり、すかしてみるとところどころにすき間も見られます。
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半径rで描いたデータを切断した際、切幅のずれ(オフセット値)をdとして、切り出された円盤の半径はr-d(dだけ小さくなる)、穴の半径はr+d(dだけ大きくなる)であらわされます。同様に半径Rの円盤は、R-d、穴はR+dとなります。
上記の試行で、R-r=0.2mmのとき、すっぽりはいるのだから、
R-d(円盤の大きさ)=r+d(穴の大きさ)となります。
R-r=2d=0.2mmですから、d=0.1mm となりました。

結論:S:200 P:100 T:1 で切り出すと、オフッセト値 データー値と仕上がり値の差は0.1mm ということがわかりました。
「切り出すときは、0.1mm外回りを切る。穴をあけるときは、0.1mm内側を切る。」ということですね。

#9

3mm厚アクリル板の切幅を検証しました。
下のデータで切り出します。
各辺の長さ 右a=10.0mm 左b=9.0mm 下c=20.0mm
色を変えているのは、緑→マゼンタ→黒の順で切るためです。
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アクリル板を切り出します。切幅分の隙間ができます。
DSC_0336
切り出した台形を左によせて隙間をなくします。左に x=8.0mm 移動しました。
DSC_0338%E3%81%AE%E3%82%B3%E3%83%94%E3%83%BC
切幅をdとすると、穴の部分は両端の切幅分だけ大きくなるから、右の辺は a+2d の穴、 左の辺は b+2dの穴と考えます。
切り出された台形の辺は、両端の切幅分だけ小さくなりますから、右の辺は a-2d の長さになっていると考えます。
切り出された台形を左に寄せて、隙間をなくして止まった時の移動距離をxとします。
このとき a-2d=(a+2d)-((a+2d)-(b+2d))*x/c が成り立つ。
これを整理すると、 d=(a-b)*x/4c
データ値 a=10 b=9 c=20 測定値x=8 を代入すると d=0.1が得られました。
切幅は、0.10mm と精度を上げて推定できると考えました。
上記の切断データdxfファイルを添えておきます。kirihaba01.dxf (121.1 KB)
写真からは確認できにくいのですが、切り口はなめらかでつややかです。
切断データ s:200 p:100 t:1 もちろん一回切りです。
サポート様 ありがとうございました。加工のための切断幅の基礎データができました。

#10

検証いただきありがとうございます。
上記パラメータの場合、0.1mmの差が出るということですね。

この度のアクリルの切断の件、社内でも共有させていただき、
サービスの向上に生かしていければと考えております。

また何かありましたら、お気軽にお問い合わせください。