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調査方法
注意事項
材料に関する項目 切断材料の材質(成分) 合金成分 材料学的知識とミルシートなどからの考察 融点、基本的物性、他元素との化学反応 どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 合金成分によって融点などの基本物性が変化する。そのためレーザ切断時には考慮が必要
切断面の溶融・凝固の考慮 過去の加工経験や文献などから得た知識による 金属組織の変化、凝固組織、切断面の金属組織 どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 ﾚｰｻﾞの照射によって切断面の金属組成は若干母材よりも変化しており、急熱急冷を受けるため、金属組織も変化する。そのため、切断面の金属組織も母材と異なる事が多い。
焼入れ性 過去の加工経験や文献などから得た知識による 切断面の割れ、硬さ どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 ﾚｰｻﾞの照射によって切断面は急熱急冷を受けるため、焼きがはいったり、切断面にマイクロクラックが入ることもある。
切断材料の表面性状 表面の加工 過去の加工経験や文献などから得た知識による レーザ照射面の取り扱い（加工） 普段どのようにしているかの質問 レーザが照射される面の表面状態によってレーザの吸収率が変わり、切断性能を左右する。
酸化膜の有無 過去の加工経験や文献などから得た知識による レーザ照射予定部の酸化膜の有無、酸化膜の除去方法 普段どのようにしているかの質問 レーザが照射される面に酸化膜があった場合、レーザの吸収や溶融温度がその部分だけ異なるので、切断性能を左右する。
油の処理 過去の加工経験や文献などから得た知識による レーザ照射予定部の油膜の有無、油分の除去方法 普段どのようにしているかの質問 レーザが照射される面に油膜があった場合、レーザのエネルギーが油にも吸収され、蒸発等を不規則に起こすため、切断性能を左右する。
材料の物性値 - 過去の加工経験や文献などから得た知識による 光の吸収率、材料の融点・粘度の扱い 普段どのようにしているかの質問 加工中には、加工材料の物性値が加工結果に影響する場合がある。
切断材料の熱変形(膨張･ひずみ) 熱膨張 過去の加工経験や文献などから得た知識による 試験片の熱変形、反り、ひずみ どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 材料毎に値が違い、変形が大きいものは注意が必要
温度分布 過去の加工経験や文献などから得た知識による 試験片の熱変形、反り、ひずみ どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 温度分布が大きいと局所的に変形して、所定の形状に切断できなくなることがあるので注意が必要
切断材料のもつ残留応力(加工による応力開放に起因する変形) ジグによる固定 主に加工経験 残留応力による変形 どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 残留応力を含んだままの材料を切断すると、応力が開放されて変形を生じることがある。
アニーリング 主に加工経験 残留応力の｛熱的｝除去 どの程度(非常に、普通に、殆ど気にしない)気にしているかの質問 前加工の加工履歴によって残っている残留応力を取り除くことで切断終了後の変形を抑えることができる。
 レーザ加工機に関する項目 発振器の保守 光軸の調整 日常の出力検査(パワーメーターで) ビームのプロパティ、発振器出力、加工点出力 作業前後のビームプロファイル測定 できるのはメーカーのみの事が多い
クリーニング 始業前・終業点検、目視 外部光学系のクリーニング前後の加工点出力 作業前後のビームプロファイル測定 レーザ出力の向上
冷却水の温度管理 日常の出力検査(パワーメーターで) 発振器出力、加工点出力、ビームの安定性 作業前後のビームプロファイル測定 レーザの出力変動の低下、出力の向上。ただし、機械がオートで調整する場合は調査できない。
励起装置（LDや放電など）の調整 日常の出力検査(パワーメーターで) ビームの発振、ビームの質、発振器出力、加工点出力、ビームの安定性 作業前後のビームプロファイル測定 レーザの出力変動の低下、出力の向上。ただし、機械がオートで調整する場合は調査できない。
ガスノズルの選択 ノズルの大きさと形状の選択 ガスを流しておき、ノズル直下で計測機または手での圧力の確認 シールドガスの流速 噴出し口での圧力・流速の測定 ノズル噴き出し口が小径ほど高速･高圧でガスが噴出し、溶融金属の吹飛し能力が上がる
ガスを流しておき、加工点で計測機または手での圧力の確認 シールド範囲 加工点でのガス圧力分布測定 大口径ほどシールドガスが作用する範囲が広くなる
ガスを流しておき、ノズル周辺部を手で確認 シールドガス噴出後のガスの流方向 ガスの流れのシミュレーション ノズル先端部の形状とガスの投入方向によって噴き出し口での流れが変化する
試し切断を行い、切断結果の確認もしくは切断中の溶融金属の様子を肉眼で（保護眼鏡越しに) 溶融金属吹飛し能力 噴出し口での圧力・流速の測定 ノズルから噴き出すガスの圧力・流速が大きいほど溶融金属をよく除去する
セッティング中の原寸合わせ 切断ヘッドの取り回し 加工準備時の観察 ノズルを含むヘッドの大きさや形によって、ヘッドのセットする位置や加工資材の寸法に制限が出る
ガスノズルの調整 ビーム軸とのズレの調整 ガイド光(He-Neなど)軸とノズル中央があっているかを紙や鏡に投影しながら調整 加工点出力の変化 ノズルのオフセット量による加工限界を計る ノズルがビーム軸からズレて装着されていた場合、ノズルがレーザ集光光路に干渉した部分の光が加工点に届かず、加工点出力が低下し、加工点の溶融量にが変化する。
加工システムの保守 光路剛性(光路長)･パスアキュラシーの考慮 試し切断を行い、切断結果の確認もしくは切断中の溶融金属の様子を肉眼で（保護眼鏡越しに) 入熱量、溶融金属の除去状態 代表的な鋭角・曲線切断と直線切断の実地比較 調査に使用する機械のタイプ（ガントリー、ロボット、NC加工機）によっても違いが生じる。
ギャップの制御 試し加工終了時に変形した量を定規などで測定 試料表面でのビームのスポット径・パワー密度、焦点位置 ビームの集光のプロファイルの調査・ハイトセンサーの追従性の調査。 切断中に試験片の変形等で焦点位置がずれた場合、試験片表面(表面で焦点の場合)でのビーム径は広がり、パワー密度が下がる。その結果切断性能が低下する。
試し切断を行い、切断結果の確認もしくは切断中の溶融金属の様子を肉眼で（保護眼鏡越しに) 溶融状態 焦点外し加工時の溶融量と幅の測定 試験片の変形等で相対的に焦点位置が変わり、試験片表面でのビーム径やパワー密度の変化によって溶融量が減少する。
試し切断を行い、切断結果の確認もしくは切断中の溶融金属の様子を肉眼で（保護眼鏡越しに) 溶融物除去 ノズル間距離を変えた場合の加工点でのガス圧力分布測定 試験片の変形等で相対的にノズル-試験片間の距離が変わり、試験片表面でのガス圧力や溶融金属吹飛ばし能力が変化する。
切断順の決定（1枚の板から多数のパーツを取るとき） 形状とネスティング 試し切断を行い、切断結果の確認 切断部の入熱量、入熱変形 鋭角の一筆切り、パルス切り、逃げ加工を行う切断、を比較 鋭角の切断など熱が集中する部分は入熱の集中によって形状が出ないことがある。
試し切断を行い、切断結果の確認 切り出すパーツの歩留まり、切断部の入熱量 切断順を代えた高密度パーツどり検証 入熱でのパーツや資材の膨張・変形によって予定よりもパーツ数が取れないことが有る。ネスティングは加工機が備えていることがある。
試験片の固定（ジグ選択・設定） クランプ（２D加工時)またはジグ（３D加工時)の形状 試し切断を行い、切断結果の確認 切断後の試験片落下 パーツ支持有りと支持無しの切断品の比較 切り抜く切断の場合、切断終了に近づくにつれて、重みに耐えかねてパーツがぶら下がったり落ちたりする
試し切断を行い、切断結果の確認 切断中の試験片の変形 押さえ有りと押さえ無しの切断品の比較 ジグの押さえ位置が不適切な場合、切断中の熱や残留応力の開放によって変形する
セッティング中の原寸合わせ 加工方向・被加工材のサイズの限定 使用ジグの調査 ジグの押さえ位置や支持位置、大きさによって切断可能な点や方向が限定される
試し切断を行い、切断結果の確認 切断中に発生する溶融金属によるジグへの溶着 ジグ形状、材質の調査。切断材の材質調査 切断中に発生した溶融金属が十分除去されず、ジグに溶着した場合、試験片が取り外し困難になる
ジグ押さえ力 セッティング中の原寸合わせ 試験片の力による変形 押さえ力と変形の関係の調査 ジグの抑えつけ力が強すぎる場合、材料を変形させることがある。
試し切断を行い、切断結果の確認 拘束による応力発生 押さえ力と残留応力の関係の調査 強引に拘束するので、材料内に残留応力を発生する場合もある
切断条件設定に関する項目 使用するレーザの選択(YAG/CO2など) 加工材の材質、板厚、表面状態 主に過去の加工経験や推奨条件の引用 pw/cwの選択 技能者に切断材を提示して、pw/cwの選択をインタビュー 板厚によって低入熱での切断やピークパワーを要する切断などが要求される場合にpwが用いられる。連続的入熱が必要な場合にはcwにになる
主に過去の加工経験や推奨条件の引用 使用するレーザのクラス・レーザの出力設定 技能者に切断材を提示して、レーザの選択をインタビュー 板厚によって金属を溶融させるためのレーザ出力が異なり、大出力を要する厚板では、発振出力の大きいレーザを選ぶ。小出力で良い場合は、大出力レーザを小出力で運転するのではなく、小出力のレーザを選ぶ。
主に過去の加工経験や推奨条件の引用 焦点距離 技能者に切断材を提示して、集光距離の変更をするかのをインタビュー 厚板の場合は板裏面でもパワー密度の落ちない焦点距離の長い物を選ぶ傾向がある。
切り出す部品の形状 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による pw/cwの選択、集光ビーム径・ビームモード pw/cwでの複雑形状の切断と選択基準のインタビュー 切断幅は集光径と関係するため、切断形状に合ったサイズの集光径ができるビームやビームモードを選ぶ。また、形状に合わせたpw/cwの選択もする
目的別条件の最適化
 熱の考慮 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 切断速度の設定、シールドガス種の設定、シールドガス圧力の設定 条件設定に関するインタビュー レーザ出力の変更により、加工部の入熱が変化し、試験片の変形量がかわる。また、溶融量が変化するので、切断速度やシールドガスの条件を見なおす必要がある。
ドロス処理の考慮 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 切断速度の設定、シールドガス種の設定、シールドガス圧力の設定 ドロスフリー切断をするための条件設定の方向性の調査 レーザ出力の変更により、加工部の入熱が変化し、溶融金属の発生・粘性が変化するので、溶融金属の除去状況が変化する。適切な除去が失敗するとドロスとして残留するため、切断速度やシールドガスの条件を見なおす必要がある。そのため、溶融金属が吹き飛ばれるまで融点以上を維持できるようレーザ出力を設定する。
加工経験により判断。（固定装着の場合を除く） 補助ノズルの使用 ドロスフリー切断をするための条件設定の方向性の調査 メインノズルだけで溶融金属除去が困難な場合、別方向から補助ノズルを使って除去する。
形状（切断幅、テーパー、ガウジング)の考慮 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による シールドガス圧力の設定、溶融金属の吹飛し能力 条件設定に関するインタビュー 溶融金属の発生とドロス処理に応じてテーパーや形状的な不都合が大きくなることがある
レーザ発振方法の考慮(cw/pw,パルス波形等) 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による ピーク出力の使用、パルスによる入熱制御 条件設定に関するインタビュー 特に厚いものの切断では、ピーク出力が高くなるpwを使うことがある。
粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 平均出力(連続発振)の使用 条件設定に関するインタビュー 厚板切断時には変形が少ないので、cwで連続高速切断をする
溶融金属の吹飛し能力の考慮 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 火花（溶融金属）の飛ぶ方向・形状、ドロス付着、切断面あらさ、切断幅、テーパー、ガウジング 切断条件の設定に関するインタビュー 切断速度が速くなるほど溶融金属を吹飛ばすガス圧が不足するため、ドロス付着などがおきやすい。また、切断速度が遅すぎるとガウジングなどが起きる。
切断速度の設定 推奨条件にのっていない場合が多いので、加工経験に基づくマニュアル設定 切断速度の変更、レーザの発振出力の変更 技能者に切断材を提示して、レーザの選択をインタビュー 要求される切断速度が速い場合には、大出力cwレーザやピーク出力の高いpwレーザが選ばれる。
ガスノズルの調整 ワークディスタンスの設定 ガスを流しておき、加工点で計測機または手での圧力の確認 加工点にかかるガス圧力 加工点でのガス圧力分布測定 ノズルと切断材の距離が近いほどガスの圧力は損失せず切断材に有効に作用するため溶融金属吹飛し能力が向上する
ガスを流しておき、加工点で計測機または手での圧力の確認 加工点で圧力のかかる範囲 加工点でのガス圧力分布測定 ノズルと切断材との距離が近いほどノズル径と圧力のかかる範囲は一致する
試し切断を行い、切断結果の確認もしくは切断中の溶融金属の様子を肉眼で（保護眼鏡越しに) 溶融金属吹飛し能力 加工点でのガス圧力分布測定 加工点に到達するガスの圧力・流速が大きいほど溶融金属をよく除去する
シールドガス種の設定 合金元素との化学反応の考慮 加工経験または文献等で学んだ知識による 溶融金属の粘性・温度、溶融金属の除去し易さ ガス選択のインタビュー 酸素ガスを使用した場合、酸化反応熱で溶融金属の生成を助けることができる。また、溶融金属の温度があがり、粘性が下がるので、溶融金属の除去も容易になる。
切断面の仕上がりの考慮｛酸化膜の有無、金属組織など｝ 加工経験または文献等で学んだ知識による 切断速度設定、レーザ出力設定、ガス圧力設定、レーザの発振方法設定 酸素＜−＞クリーンカット時の条件変更に関するインタビュー 切断面に酸化膜が残ることが許されない加工の場合は酸素を使うことができない。酸化反応熱が使えなくなるため、切断品質を大きく変えるパラメータ(出力、ガス圧、切断速度）の大幅な変更が必要になる。
条件最適化時のその他の調整･設定 焦点位置の設定(焦点外し距離) 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による - 条件設定に関するインタビュー 特に厚板で加工材裏面でのパワー密度の低下防止
シールドガス圧力・流量の設定 溶融金属の吹飛し能力 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 溶融金属の除去し易さ ガス圧力選択のインタビュー 溶融金属の除去度合いによって、ドロス付着、切断面あらさ、切断幅、テーパー、ガウジング等の切断欠陥の度合いが変化する。
酸化熱による溶融｛酸素ガスを使ったとき｝ 粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 溶融金属の除去し易さ、酸化反応による溶融 ガス圧力選択のインタビュー 酸化反応が起きるので、ドロス付着、切断面あらさ、切断幅、テーパー、ガウジング以外にもセルフバーニングが起きる可能性がある。
条件最適化時のその他の調整･設定 レーザの照射角度の設定 加工経験または文献等で学んだ知識による 材料のレーザ吸収率 条件設定に関するインタビュー -
セッティング中の原寸合わせ 光学系破壊の回避 条件設定に関するインタビュー -
焦点位置の設定(焦点外し距離) 主に過去の加工経験や推奨条件の引用 焦点距離設定、パワー密度 条件設定に関するインタビュー 厚物では切断板裏面でのパワー密度の低下を防ぐために焦点を試料内部にする。
粗い条件決定は過去の加工経験や切断機の推奨条件から引用。そこから詰める部分は、試し切断を行い、切断結果の比較・検証による 焦点位置の設定、長焦点レンズの使用 条件設定に関するインタビュー 特に厚板で加工材裏面でのパワー密度の低下防止