レーザー加工時の材料の温度計測事例
二色式温度計測システムThermeraとハイスピードカメラPhantomによる、レーザー加工後の温度変化計測事例
レーザー加工後の熱引きをハイスピードカメラPhantomを用いて高速撮影しました。一般的なサーモグラフィーを超える20,000コマ/秒の超高速で撮影したため、今までカメラで捉えきれなかった正確な入熱具合が高い時間分解能で撮影できました。
レーザー加工の温度計測について
レーザー加工は年々微細化が進み、それに伴い精度が求められます。ワークが小さくなればなるほど小さな温度変化であっても形状に影響を与えるため、温度計測は非常に重要です。入熱をシミュレーションして条件を組んでも、実際加工してみると違った結果がでることは少なくありません。そのため、シミュレーションだけでなく実際に温度を計測することで不具合を減らすことに繋がります。
機材セッティング
ハイスピードカメラPhantomをレーザー加工部に向けて、20,000コマ/秒の高速で撮影しています。
使用機材
ハイスピードカメラPhantom V
撮影条件
・撮影速度：20,000コマ/秒
二色式温度計測システム Thermera-HS
撮影条件
・撮影温度域：2,000℃～3,300℃
結果説明
レーザー加工は一点にエネルギーを集中させるため、その周りの熱影響は一瞬です。そのため、秒間20,000コマ/秒の高速で撮影することで温度計測が可能となります。放射率の補正が不要なため、様々な材質での入熱実験にも活用が可能です。また、レーザー加工は保護窓によって遮られますが、2色式温度計測ではガラス越しで較正することにより温度計測が可能です。ハイスピードカメラPhantomはFマウント、Cマウントなどに対応しているため、画角1mm以下の超マクロ撮影なども可能です。通常サーモグラフィーでは赤外光を透過するゲルマニウムレンズが必要なため、レンズが非常に高額になりますが、汎用のFマウントレンズやCマウントレンズを使用することができるため価格を抑えることができます。
2色法に関する詳しい原理解説は、以下のリンクを参照ください。
Thermera ２色式ページリンク https://www.nobby-tech.co.jp/measure/thermera/technique.html
ノビテックでは溶接の可視化や温度計測に適したカメラのラインナップ各種を取り揃えております。各種デモやオンラインでのご相談も承っておりますので、こちらよりお気軽にご相談ください。
