レーザー加工機の種類について


一括りに「レーザー加工、切断」と言っても、加工機によって加工できる素材に向き・不向きがあります。

レーザー加工、切断の基礎知識として、レーザーの種類別の特性について解説します。


レーザーの媒体による分類

レーザーの媒体は主に「気体(ガス)」と「個体」レーザーに分類され、使用する媒体によってレーザーの周波数が変わり、加工することができる素材が異なります。

レーザー加工機で採用されているレーザーの種類は、気体の「CO2レーザー」、そして個体の「ファイバーレーザー」と「YAGレーザー」が一般的です。


1.気体レーザー「CO2レーザー加工機」の特性

CO2レーザーは、炭酸ガスレーザーとも呼ばれ、気体の二酸化炭素(炭酸ガス)をレーザー媒体とした「ガスレーザー」です。レーザー波長は10.6mmの赤外線なので、目で見ることができません。

発振管内には、二酸化炭素(CO2)ガス以外に、窒素(N2)・ヘリウム(He)を規格量配合し、密閉状態で封入されています。これは「封じ切り」タイプと呼ばれています。

素材に熱をかけて切断します。

加工できる素材として、「ステンレス鋼材・アルミ・鉄・木材・ゴム・シリコン・ABS・アクリル・大理石・ナイロン、ガラス」などの透明な物体も含めて、幅広く加工することができます。

ただし「アルミ合金、銅、真鍮」などの反射率の高い金属には不向きですが、取り扱いが容易で、オープンスペースに設置ができるというメリットがあり、パールライト工業では主にCO2レーザー加工機を採用しています。


2.個体レーザー「ファイバーレーザー加工機」の特性

個体レーザーの一種として、「ファイバーレーザー」があります。

レーザー波長は、1.064mmと近赤外光です。

先にご紹介したCO2レーザーとは全く異なる仕組みで、レーザー光を発生させる「発振器」(レーザー光を作る装置)を備えています。

「シードレーザー」という手法でレーザーを作り出し、ダイオードポンプを通して、それをエネルギーが供給されるように設計されたガラスファイバーで増幅します。

「銅や真鍮などの金属、被覆金属」などの高反射材を切断することができます。レーザーガスが不要で、エネルギー効率が良いなどの特性があります。

また、ファイバーレーザーは金属彫刻ができるため、ハイコントラストのアニーリング方式の金属マーキングにも最適です。


3.個体レーザー「YAGレーザー加工機」の特性

ファイバーレーザーと同じく「YAGレーザー」も固定個体レーザー加工機に分類されます。

YAGとは、レーザー光を発生させるために使用している元素それぞれの頭文字「Y(イットリウム)」「A(アルミニウム)」「G(ガーネット)」をとり、YAGと呼ばれています。

金属・被覆金属・プラスチック・セラミックの加工に適しています。

特性として、狭い範囲に熱が集中し、溶接スピードも早いです。

そのため、薄板溶接で問題になる「熱による歪み」や「溶接焼け」が極めて少なくなります。これにより、後処理が少なく、工程を短縮することが可能です。


最後に

いかがでしたでしょうか。

今回の記事では、

  • 気体レーザー「CO2レーザー加工機」の特性
  • 個体レーザー「ファイバーレーザー加工機」の特性
  • 個体レーザー「YAGレーザー加工機」の特性

この3点についてご紹介させていただきました。

 

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