加工方法読了時間 12 分

レーザーで切れるもの、切れないもの

レーザーは万能道具ではありません。ある材料を加工できるかどうかを最初に決めるのは出力ではなく、その材料がその波長を吸収するかどうかです。

01主流の 3 種類

種類	波長	得意	不得意
ファイバー	約 1.06 μm	金属:炭素鋼、ステンレス、アルミ、銅、真鍮	多くの樹脂、木材、ガラス
CO₂	10.6 μm	非金属:アクリル、木材、革、布、紙	高反射の金属
UV	355 nm	冷加工:フィルム、ガラス、セラミック、微細樹脂	厚物の切断

波長が吸収するかどうかを決めます。レーザー選定の最初の問いは出力ではありません。

金属は 10.6 μm より 1 μm 帯のほうがはるかによく吸収するため、金属の切断にはファイバーを使い、アクリルや木材はその逆になります。銅と真鍮はファイバーに対しても反射率が高く、初期のファイバー機では反射光が共振器に戻る危険がありました。いまは多くの機種にアイソレータが入って、ようやく銅を扱えるようになっています。

02切断品質の見方

カーフ幅。ネスティング間隔と仕上がり寸法に影響し、プログラムで補正が必要です。
テーパ。厚板では上下でカーフが違い、公差に織り込む必要があります。
ドロス。下縁に残る溶融物で、後処理が要ります。
ストリエーション。切断面の縞模様で、速度とガス圧が合っているかを表します。
熱影響部。組織が変化した領域で、その後の曲げや溶接に影響します。

アシストガス	はたらき	向く対象	切断面
酸素	発熱酸化で燃焼を助ける	炭素鋼の中厚板	酸化層あり。溶接前に除去が必要
窒素	溶融物を吹き飛ばし酸化を遮断	ステンレス、アルミ	酸化なし。そのまま溶接可
エア	もっとも安価	薄板、要求の低い部品	わずかに酸化

ガスの選択が、切断面をそのまま次工程へ回せるかどうかを直接決めます。

03レーザーマーキング:可読性こそが仕様

マーキングの目的は「印が付くこと」ではなく、あとで読めることです。とくに DataMatrix や QR でトレースする場合はそうです。ISO/IEC 29158（DPM 品質ガイドライン）は一連の指標で評価します。

指標	見るところ
Cell Contrast	セルと背景のコントラスト
Cell Modulation	各セルの明るさが揃っているか
Fixed Pattern Damage	位置検出パターンが欠けていないか
Axial Non-uniformity	コードの縦横比が歪んでいないか
Grid Non-uniformity	格子位置がずれていないか

DPM 等級は A から F。深く彫れば読めるわけではなく、深すぎるとコントラストが落ちます。

材料ごとのマーキング機構

アニール。加熱で表面を酸化変色させ、材料は除去しません。ステンレスやチタンに向き、表面の平滑さと耐食性を保てるため医療機器でよく使われます。
彫刻。材料を溶かして気化させ、溝を作ります。コントラストは高いが表面は損なわれます。
発泡。樹脂が熱で気泡を生じ、明るい色の印になります。
炭化。有機材料が熱で炭化して濃い色になります。木材や革に向きます。

04図面上のレーザー関連の指示

レーザー加工品の図面には、見落としやすく工程に直結する指示がいくつかあります。

板厚と材種が機種・出力・ガスを決めます。
最小内 R。レーザー切断の内角には最小半径（おおむねカーフ幅）があり、図面に尖った角が描かれていても実際には作れません。
穴径と板厚の比。一般に穴径は板厚以上が必要で、それ未満だときれいに抜けません。
切断面の粗さやドロスの要求。図面に Ra 値があれば二次加工が要ることもあります。
刻印の内容・文字高さ・位置。連番の規則やバーコードの要否を含みます。