こんにちは、ダイナです！
今回は、レーザー加工機を紹介します。
「レーザー加工機って何が加工できる？」
「どんな加工ができる？」といった疑問をお持ちの方も少なくないでしょう。
そこでこの記事では、レーザー加工機の特徴や用途、メリット・デメリットを紹介します。
レーザー加工機とは
レーザー加工機とは、レーザーの照射によって切断や穴あけ、マーキング、彫刻、溶接などを行う機械です。切削や旋削機械とは異なり、非接触できます。
対象素材は板金や鋼板、ステンレスなどの薄い素材で、板金機械に分類されます。
レーザー加工機の特徴
レーザー加工機は、切断面のバリやダレが少なく良好な切断面が得られます。シャーリングやプレス機械における接触でのせん断ではなく、非接触でレーザーカットできるためです。
機械によっては髪や革などの柔らかい素材まで加工できることから、さまざまな企業に導入されています。
レーザーを特殊なレンズで集光して高密度なエネルギー集中させて素材に照射します。照射したレーザーは、素材を融解あるいは蒸発させて加工を行います。
レーザー加工機で使用されるレーザーの種類
レーザー加工機で使用されるレーザーは、いくつかあります。
- 気体レーザー（CO2レーザー）
- 固定レーザー（YAGレーザー）
- 半導体レーザー
- ファイバーレーザー
それぞれについて紹介します。
気体レーザー（CO2レーザー）
CO2レーザーは、炭酸ガス(CO2)を使います。発振器内で二酸化炭素やヘリウム、窒素を混合してエネルギーを作ります。
固体や液体と比べて媒質が均質で損失が少なくすみます。気体レーザーで大きな出力を得るためには、共振器を大きくする必要があります。主な用途は紙や木材、アクリルなどの切断やマーキングで、「CO2レーザー」が代表的です。
CO2レーザー光線を使ったレーザー加工機が、最も多く普及しています。
固定レーザー(YAGレーザー）
固体レーザーは、レーザーの媒質に鉱石などの半導体を除く固体を用います。
パワーが強く、小型でも大きな出力が得られ細かい加工に向きます。金属や樹脂のマーキングにも使用されます。代表的なのは、医療業界で活躍する「ルビーレーザー」や金属のマーキングに使われる「YAGレーザー」です。
YAGとは、イットリウムとアルミニウムの複合酸化物の結晶のことで、Yttrium Aluminum Garnetの頭文字をとってYAGと命名されました。
ポリエチレンやポリカーボネート、鉄、アルミ、ニッケル、ステンレスなど樹脂や金属などにマーキングできます。
半導体レーザー
媒質が半導体のレーザーです。Ⅲ-Ⅴ族半導体やⅣ-Ⅵ族半導体が使われることが多く、小さな共振器でも大きな出力が得られます。半導体自体は固体ですが、レーザーでは別のものとして分類されます。主に木材や、紙、革製品、アクリル（黒）などの加工で使われることが多です。
ファイバーレーザー
ファイバーレーザーは、光ファイバーを媒質に使用します。
銅やアルミなどの難溶接材の溶接に向いており、細かいレーザーでピンポイントに熱を加えて溶かします。
連続発振のものとパルス発振のものがあり、連続発振の機械は高出力です。そのため、切断や溶接に使われることが多くあります。
一方、パルス発振の機械は低出力で微細加工やマーキングに使われるのが一般的です。
レーザー加工機のメリット・デメリット
レーザー加工機のメリット・デメリットは次の通りです。
メリット
複雑な加工ができる
消耗品がほとんどない
機械音や振動が少ない
切断面が綺麗
デメリット
比較的に加工速度が遅い
厚い素材には不向き
反射率の高い素材は加工できない
切断面付近が変色する
初期費用やランニングコストが高価
グラフィックソフトの知識が必要
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