レーザー加工機について

2021年10月4日

レーザー加工機とは、レーザー光を材料に照射し、材料を加熱することで様々な加工を行うことのできる装置です。レーザー加工機またはレーザーカッターと呼ばれ、様々な素材に切削や彫刻、切断、穴あけ、マーキング加工を施すことが可能です。弊社でも、エッチング銘板やアルマイト銘板への刻印などに使用されています。 今回は、そんなレーザー加工機についてご説明していきます。

レーザー加工機とは

レーザー加工機とは、レーザー光を材料に照射し、材料を加熱することで様々な加工を行うことのできる装置です。レーザー加工機またはレーザーカッターと呼ばれ、様々な素材に切削や彫刻・切断・穴あけ・マーキング加工をすることが可能です。金属や木材に使用するイメージが強いかとは思いますが、ゴム素材や布地、紙といった素材への加工も可能です。

レーザー加工の特徴

レーザー加工の特徴として、仕上がりの美しさがあげられます。また、加工の際、非接触で加工ができる為、断裁などの加工方法によって起こるバリや変形などを防ぐことができます。ただし反射率の高い純アルミや純銅は加工に適しません。

レーザー加工のメリット

レーザー加工にはどのようなメリットがあるのかご紹介していいます。

仕上がりがはやい

レーザー加工は金型を使う必要がありません。一般的には、金属の加工には金型と呼ばれる「元の型」が必要になります。金型は他の加工方法だと、製品を早く均一に大量生産するために使われ、種類も様々です。

レーザー加工の場合は、金型の代わりにパソコンで形を作ります。一度作った後はデータを入力するだけで加工・生産が出来ます。また、データを保管しておけば再製作、追加製作もすぐに行うことができます。金型を使わないため、加工途中の金型交換の手間が省けて作業効率が良くなります。また、金型でかかっていた費用も大幅に抑えることができます。

仕上がりがきれい

レーザー加工は、切断面のバリやかえりの発生を抑えることが可能なため切断面の仕上がりがきれいになります。機械式の加工の場合、どうしてもバリやかえりが発生してしまうため面取りをする必要があります。それらが無いことにより、後工程が短縮されることにも繋がります。

また、加工の際に起こりえる歪みやひび割れのリスクもなくすことができるため安定して高い品質を保つことができます。

自由度の高い加工ができる

レーザー加工は、加工機によって立体物の加工など、複雑かつ精密な加工も容易におこなうことが可能です。光の焦点を狭めることもできるため、細かな穴あけやカットが可能となり、複雑なデザインや、曲線をたどった切断でもレーザーなら安定して加工することができます。

また、加工できる素材の幅が広いのもレーザー加工のメリットです。 他の方法では硬すぎる金属や柔らかすぎる布地でも、レンズや照射の出力を変えることで加工することができます。

レーザー加工のデメリット

上記では様々なメリットを紹介しましたが、どんなデメリットがあるのかもご紹介いたします。

加工速度が遅い

レーザー加工は切削加工やプレス加工に比べるとどうしても加工速度に劣ります。1回あたりの加工は効率よくおこなうことが可能ですが、細かな対応が可能になる反面、全体の加工には時間がかかるのです。そのため、大量生産には向かないと言えます。金属加工の場合では必要に応じて加工方法を変えた方が良いでしょう。

加工不可の素材がある

レーザー加工では、光を集める焦点の深さに限度があるため、厚い素材には不向きです。また、アルミ・銅といった、反射性の高い材料も加工不可です。しかし、近年では反射率が高い材料でも加工可能なレーザー加工機もでてきています。

コストが高い

レーザー加工機は、高性能な機械であるがゆえに、その性能に比例してランニングコストが高価になります。さらに、維持費、電気代やガス代等の光熱費に加えて、消耗品である焦点レンズやミラーは定期的に交換が必要です。 レーザー加工機は精密機械として分類されるので、定期的なメンテナンスで長く大切に扱う必要があります。

レーザー加工機の種類

上記ではレーザー加工機の様々な特徴をご紹介してきました。そんなレーザー加工機にはどのような種類があるのかをご紹介します。

CO2レーザー加工機

CO2レーザー加工機は、名前の通り炭酸ガス(CO2)を利用したレーザー光で加工を行います。金属、木材、ゴム、ガラス等のほとんどの材料の加工に適していることと、他の種類に比べると導入コストが安いことにより、レーザー加工機の中では最も使用されています。 また、比較的厚い材料の加工に適しており、厚板の金属を加工する場合はCO2レーザー加工機がよく使用されています。一方で、アルミや銅などの反射率の高い金属の加工には不向きです。

YAGレーザー加工機

YAG(ヤグ)とは、イットリウム(Yttrium)、アルミニウム(Aluminium)、ガーネット(Garnet)の頭文字を取った言葉です。これらの元素を使用してレーザー光を発生させています。 金属加工はもちろん、医療にも使用されているレーザー加工機です。 YAGレーザーはマーキング彫刻の用途に適しているほか、溶接でも利用されており、熱による歪みや変形が少ないのが特徴です。

ファイバーレーザー加工機

ファイバーレーザー加工機は、近年で普及した新しい方式のレーザー加工機です。光ファイバーを使用したレーザー光で加工します。CO2レーザーには向かないアルミや銅などの金属の加工ができるので、CO2レーザーの弱点を補う特徴を持っています。また、レーザーガスが不要であることや、少ない電力で動かせるためエネルギー効率が良く、ランニングコストを抑えることができます。

レーザー加工機は様々な加工に対応できる

今までご紹介した通り、レーザー加工機は様々な場面で活躍することができる機械です。近年、レーザー加工機はどんどん進化を遂げており、レーザー加工機で加工できないものは無くなるのではないかとも言われるほどです。

弊社でも、上の画像のような、エッチング銘板やアルマイト銘板にロットNo.や日付などを刻印するレーザー刻印を行っています。現在の加工方法に困っている方は、ぜひ一度レーザー加工を検討してみてください

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