溶接から医療まで広い用途|立体物を正確に測ってくれる三次元測定機の活用方法

立体物を正確に測ってくれる三次元測定機の活用方法

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溶接から医療まで広い用途

レーザー施術

高精度のレーザー溶接

工業分野では電気や熱を使って金属材料を加工する手法が多く行われており、金属部材同士を接合するために行う溶接はその代表的な技術です。アーク溶接やガス溶接など数多くの種類がある溶接技術の中でも、レーザー光線を使った溶接術は特に技術進展の著しい部門と言えます。レーザー光は発振器を構成する励起源と媒質・ミラーといった部品の種類によって、いろいろな方式が考案されてきました。現在では気体を使ったCO2レーザーと、個体を使ったyagレーザーの2種類が工業分野でも主流となっています。CO2レーザーは高い出力が得られるため溶接などの用途にも適しますが、機械が大型になるため応用範囲は限られます。イットリウム・アルミニウム・ガーネットという3つの元素から成る結晶により、レーザー光を発生させる仕組みを持つのがyagレーザーです。工業分野ではこの結晶にネオジウムを添加させたNd:yagレーザーが多く使われる他、医療分野でもエルビウムを添加したEr:yagレーザーが利用されています。いずれも高精度のレーザー光が作り出される点に特徴があり、熱が1ヶ所に集中して材料全体への影響が少ないため応用範囲が広いのです。

光ファイバーの自由度

最近では工業分野で産業用ロボットが多く使われるようになり、作業工程の大幅な省力化を果たしています。レーザー技術にもこうした産業用ロボットへの対応が求められてきましたが、機械の小型化を実現したyagレーザーなら十分に適応可能です。さまざまな種類があるレーザー技術においては、増幅させた光エネルギーをどのように取り出すかが大きな問題となります。yagレーザーでは、yagロッドで作り出され共振器によって増幅されたレーザー光線を取り出すのに、柔軟な動きが可能な光ファイバーを使用しています。高速通信技術にも広く利用されている光ファイバーは産業用ロボットにも容易に装着できますので、作業工程の効率化実現に大きく寄与しているのです。光ファイバーの自由度を利用したyagレーザーの技術は、医療分野においても大活躍しています。外科分野ばかりでなく歯科や皮膚科・眼科に至るまで医療用レーザーが普及しており、多関節アームを活用したレーザー機器が多く開発されているのです。工業分野での溶接から医療の現場に至るまで幅広く利用されているyagレーザーは、光エネルギーを熱として有効活用する科学技術の結晶とも言えます。