はじめに

日本歯科評論 日本歯科評論— THE NIPPON Dental Review —

レーザー溶接機「レーザースター」を用いた
技工操作の特徴について

山口佳男 日本歯科大学付属歯科専門学校講師

はじめに

歯科技工用レーザー溶接機「レーザースター」(図1 米CPP社製 輸入元:アルゴファイルジャパン㈱)は、レーザービームによって金属を溶かし、溶接を行う機器である。レーザービームは超強力で非常に細い光の集合体であるため、微細な部位でも溶接ができ、溶接強度も十分なものが得られる。また、溶接表面がきれいに仕上がるため、後の仕上げ研磨等の作業が簡単にすむという利点もある。

本稿では、レーザー溶接の特徴をはじめ、「レーザースター」の使用例とその利点、使用上の注意などを紹介する。

レーザー溶接の特徴

1.レーザーによる加熱

レーザーによる加熱は、金属表面に照射されたレーザービームが母材に吸収されることで熱となり、その部分の金属の温度が上昇して溶融する。加熱条件は、レーザービームの吸収効率が高く、単位面積あたりの比熱が小さい金属ほど有効となることから、金合金よりもチタンやコバルトクロム合金の溶接に適しているといえる。

レーザーの強力なエネルギーによって一瞬のうちに金属が液体化し、また一瞬にして冷却され固体となることで溶接されるわけだが、このとき液体化する金属部分の直径は実に約0.2mm~2.0mm(溶接条件により調整可能)という微細さであるため、溶接したくない微細な部分についても、溶接する部位からわずか1mmも離しておけばレーザービームによって誤って溶けるようなことはない。

2.レーザー出力

歯科技工に応用されているレーザービームの波形にはパルス波形と連続波形があり、レーザー出力をパルス波形で表す単位をジュール(J)、連続波形で表す単位をワット(W)という。1Jの出力で1秒間持続した時の仕事量がWであることから、「W=J/sec」の関係が求められる。レーザースターの平均パワーは35~50Wである。また、パルス幅は最小値0.5ms、最大値20msに設定されており、1秒間のパルス数も0.5~10Hzとなっている(表1)。

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