レーザー切断のデモンストレーション
レーザーカッティング材料とは、集光レーザービームを用いてレーザーカットできる材料全般を指します。このプロセスでは、材料の薄片を燃焼、溶融、蒸発させます。レーザーカット可能な最も一般的な材料は木材ですが、皮革や繊維などの有機材料もレーザーカット可能です。また、鋼鉄、アルミニウム、複合材などの材料も精密にカットできます。
Boda Techは、板金部品の切断面とエッジをきれいにバリなく仕上げることができる高度なレーザー切断技術を備えています。ファイバー、CO2、プラズマなど、レーザー切断による大量生産に対応できる機械を多数保有しています。
レーザー切断材料とは何ですか?
レーザー切断材料とは、レーザーによる精密な切断や成形加工が可能なレーザー切断可能な材料を指します。レーザー切断材料には以下のものが含まれます。 アクリルを切断, レーザー切断PEEKステンレス鋼やアルミニウムなどの金属材料をレーザー切断します。
切断に使用するレーザーの種類は、材料の熱特性によって異なります。非金属材料にはCO2レーザーが、金属材料には一般的にファイバーレーザーが必要です。ダイオードレーザーは切断にはあまり適しておらず、主に特定の材料への低出力彫刻に使用されます。
切断工程では、レーザーの出力と速度設定に応じて材料の気化または溶融によってきれいな切断面が形成されます。一部の材料は有毒な煙や塩素ガスを放出し、作業員にとって危険なため、適切な換気が必要です。様々な材料は、それぞれの特性により、製造業やDIYプロジェクトにおいて様々な用途で使用されます。
レーザーカットできる材料は何ですか?
レーザー切断に使用する材料の選定には、厚さと組成、そして用途計画を評価することが不可欠です。これらを適切に評価することで、最適な効率で正確な切断結果が得られます。有機材料、プラスチック、複合材、金属など、それぞれの材料には独自の利点と制約があるため、レーザーの種類に対する反応は材料によって異なります。
有機材料
天然由来の有機材料は、 切断 融点が低く、滑らかな切断面が得られるためです。無垢材であるバスウッドは、密度が均一で安定した仕上がりが得られるため、レーザー切断に最適です。厚さ3mmのバスウッド合板は、低出力設定でも反りにくいため、細かい彫刻や切断作業に最適です。ウォールナット合板は濃い色合いのため、デザインプロジェクトに適していますが、端面の焼き付きを防ぐために速度設定を調整する必要があります。
有機素材である革は、レーザーカットに非常に適しており、エッジの劣化なく正確なデザインを生成できます。紙と段ボール材を組み合わせると、段ボールをレーザーカットすることで複雑なデザインを高速で生成できるため、迅速な試作が可能になります。低密度フォーム材の切断プロセスは簡単ですが、煙の発生を抑えるために適切な換気が必要です。無垢材、合板、綿や絹などの繊維素材を組み合わせると、彫刻や切断が可能ですが、火災の危険性には十分注意する必要があります。これらの素材の場合、ダイオードレーザーは厚い素材を切断するのに十分な出力を発生しないため、ダイオードレーザーではなくCO2レーザーを使用すると最良の結果が得られます。
レーザー切断用プラスチックおよび複合材料
プラスチックや複合材料は、溶融・蒸発特性が優れているため、レーザー切断に適しています。滑らかなエッジが得られます。PMMAやプレキシガラスは、炎研磨による完璧な切断面が得られるため、レーザー出力は中程度です。CO2レーザーは、最大1/4インチの厚さの薄板を高精度に切断できます。
ナイロン、HDPE、ポリプロピレンなどのプラスチックの切断は良好ですが、厚みのある材料の場合は歪みを防ぐために繰り返し切断する必要があります。MDFやアセタール複合材の構造特性は均一な密度に由来し、精密な彫刻を可能にします。
PVC材料の切断では、有害な塩素ガスが発生し、機器を損傷し、有毒ガスを発生させ、人体への健康被害をもたらします。PVCはレーザーカッターで切断しないでください。ポリスチレンフォームの切断工程ではスチレン蒸気が発生するため、適切な換気システムが必要です。
レーザーカッターの速度と出力設定は、材料の加工方法を決定します。低出力では熱に弱い複合材の溶融を防ぎ、高出力では高密度材料の完全な切断を実現します。プラスチックは、看板製作や試作品開発など、幅広い用途に使用されています。
レーザー切断材料としての金属
金属の高い反射率と熱伝導性、特に チタンのレーザー切断) レーザー切断は材料を困難にするため、これらのレーザー切断可能な材料を効率的に加工するにはファイバーレーザーが不可欠です。窒素アシストガスとステンレス鋼を組み合わせることで、高出力で最大1インチの厚さの材料をきれいに切断できます。
アルミニウムのレーザー切断 軽量で導電性があるため、ドロスの発生を防ぐため、集束ビームが必要です。真鍮と銅の反射率は、ファイバーレーザーを用いた精密な切断作業に特有のパラメータを必要とします。炭素鋼の切断プロセスは、酸素をアシストガスとして使用すると高速化されます。
趣味用途では、薄い金属板を低出力のファイバーレーザーやダイオードレーザーで切断できる場合もありますが、産業用途ではほぼ常にファイバーレーザーが用いられます。この工程では、加熱された破片の安全な管理と、発生する煙を処理するための適切な排気システムの設置が求められます。
レーザーカッターの材料と使用するレーザーは何ですか?
| 材料カテゴリー | 例 | 推奨レーザータイプ | Notes |
| オーガニック | 木材、合板、皮革、紙、段ボール、発泡スチロール | CO2レーザー | この素材は、低出力彫刻で使用すると 10.6 μm の波長を効率的に吸収し、焼けを防ぎ、厚さ 1/2 インチまでの薄いシートに適しています。 |
| プラスチックと複合材 | アクリル、MDF、アセタール、ポリスチレン、 レーザーカットナイロン | CO2レーザー | この材料はよく溶けますが、処理中に有毒ガスが発生し、厚い材料の場合は複数回のパス、低出力操作の場合はダイオード レーザーが必要になるため、PVC は使用を避ける必要があります。 |
| 金属 | ステンレス鋼レーザー切断, アルミニウムのレーザー切断, レーザー切断真鍮,鋼のレーザー切断, 銅のレーザー切断、 | ファイバーレーザー | この材料は光を強く反射するため、窒素アシストガスを使用する必要があり、浸透には高出力設定が必要ですが、CO2 の浸透能力には限界があります。 |
| テキスタイルとファブリック | 綿、シルク、ポリエステル | CO2レーザー | このプロセスでは、複雑なデザインを作成するときに、ほつれを防ぐためにエッジをシーリングし、溶融を制御するために低電力設定が必要です。 |
| その他 | ガラスのレーザー切断 | CO2レーザー | このツールは彫刻操作に最適ですが、材料を壊さずに表面の霜を取り除くには低い電力設定が必要であり、貫通カットには適していません。 |
レーザーカット可能な素材トップ10リスト
1. アクリル (PMMA)
アクリル板のカット
PMMAとして知られるアクリル素材は、完璧なレーザー切断結果を実現し、追加加工を必要としない透明なエッジを生み出します。CO2レーザーを用いたアクリル素材の切断工程では、高出力で4～8mm/秒の速度で効率的な切断を実現し、低出力（40Wダイオード）で最大15mmの厚さのデザインを精緻に彫刻できます。この素材の融点は160℃であるため、押し出し成形アクリルではなくキャスト成形アクリルを使用することで、最大1インチの厚さのシートを滑らかに切断できます。
プレキシガラスの多様なバリエーションは、看板や模型、ジュエリー制作など、デザイナーに多様な選択肢を提供します。厚い素材を切断するには、焦点を維持しながら75～100%の出力で複数回切断する必要があり、気泡の発生を防ぐため、エアアシスト機能も必要です。この素材は煙の制御のために換気が必要なため、精密な光学的透明性が求められるプロジェクトに最適な結果が得られます。
2。 合板
木材のレーザー彫刻
レーザー切断工程では、バスウッド合板が主な材料として使用されます。これは、バスウッド合板が滑らかな表面を形成し、細かい作業が容易になるためです。CO2レーザーは、10Wのダイオード出力、75%の強度、2パスで厚さ3mmのクルミ合板を効果的に切断します。低密度合板は切断速度が速くなりますが、加工中に焦げやすいため、常温の水に浸すことで焦げ付きを最小限に抑えることができます。
この素材は、1000mm/秒の速度で彫刻することでテクスチャ効果を生み出すため、家具のプロトタイプや建築模型に最適です。反りを防ぐためにクランプで固定する必要があり、同時に適切な焦点調整を維持しながら、最大1/4インチの均一な深さまで彫刻する必要があります。材料の選択にあたっては、高樹脂合板は煙の発生量が多いため避けるべきですが、複雑なDIY構造物を構築する柔軟性は確保できます。
3. MDF（中密度繊維板）
レーザーカッターの動作
MDFは均一な密度のため、木目模様の影響を受けず均一な色調が得られるため、レーザー彫刻に最適です。CO2レーザーシステムでは、厚さ3～6mmのMDF材を1回の加工で切断するには、少なくとも40Wの電力が必要です。しかし、MDF材に含まれる樹脂成分により煙が発生するため、排気システムとアクリル製グリッドテーブルが必要となります。
MDF材には、使用中の有害物質への曝露を防ぐため、プレミアムまたは二重精製された素材が最適です。ダイオードレーザーは高コントラストの彫刻が可能ですが、薄板材を切断するには複数回のパスが必要です。模型や看板の製作中に焦げ付かないように、この素材は高速加工（中程度の出力で2パス）が必要です。ホルムアルデヒドガスを処理するため、機械は適切な換気が必要です。また、使用後は定期的に清掃を行う必要があります。
4.ステンレス鋼
ファイバーレーザーによる金属の切断
ステンレス鋼の切断工程には、正確な切断と仕上げ加工後の耐食性維持を可能にするファイバーレーザーが不可欠です。1kW以上の出力を持つOFSSでは、ドロスの発生を防ぎ、酸化を抑制する窒素ガス供給下で4mm厚の材料を切断するために1kW以上の出力が必要です。シリアル番号を刻印する工程では、熱影響部（HAZ）を最小限に抑えるための速度調整が必要です。304グレードではHAZは未硬化のままです。
工業用部品の材料選定には、エッジ品質を確保するためにアルゴンガスが必要ですが、CO2レーザーの性能には限界があります。このプロセスでは、80%の透過率になるように焦点距離を設定し、残りの材料を破断する必要があります。
5。 アルミニウム
アルミニウムのレーザー切断
アルミニウムは融点が低いため、ファイバーレーザーの加工速度は厚さ1/4インチに達します。陽極酸化処理された材料への彫刻加工は、溶融材料を除去しドロスの発生を防ぐため、窒素または酸素を用いた高圧ガスアシストシステムを使用することで、より鮮明に仕上がります。航空宇宙部品の材料選定では、材料の厚さに応じて出力と速度を調整する必要があります。最初は80%の切断を目標とし、その後、切断面を滑らかにします。波長が短いため反射率が低く、不活性ガス環境を維持することで酸化を防ぎます。
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6。 レザー
レーザーカットレザー
40W以上のCO2レーザーで天然ベジタブルタンニンレザー（厚さ2mm）を切断する場合、75%の出力レベルが必要です。これにより、皮革素材をほつれなく切断しながら、1回の加工で精緻な彫刻を施すことができます。85%の深さまで切断可能です。一方、ダイオードレーザーは最大1/4インチ（約6mm）の深さまで切断できますが、エッジが焦げてしまいます。
アクセサリー素材は、焦げ付きを防ぐため、低出力設定（90%で3000mm/秒）で加工する必要があります。また、換気システムにより油分や臭いの拡散を防ぎます。素材が動くとカットが崩れてしまうため、平らでしっかりと固定された状態を保つ必要があります。この素材は、カスタムブレスレットの作成に最適です。
7. 段ボール
段ボールのレーザーカット
CO2レーザーシステムは、最大3mmの厚さの段ボール材を容易に切断し、試作品を作成できます。このプロセスでは、火災のリスクを最小限に抑えるため、低出力設定とアクティブエアアシストが必要です。適切な排気システムと消火システムがなければ、段ボール材を屋内で切断することは絶対に避けてください。段ボール材は梱包材として適しており、STLからSVGへの変換は彫刻作品の作成に、多層構造は複雑な構造の構築に役立ちます。ダイオードレーザーによる切断プロセスはCO2レーザーよりも時間がかかり、作業には排煙システムが必要です。
8 テキスタイル
レーザーカット生地
CO2レーザーは、綿、ポリエステル、シルクなどの素材を精密に切断し、端をシールすることでほつれを防ぎます。彫刻工程でモチーフを描き、速度設定で溶融の程度を決定します。そのため、使用前に廃材をテストし、特定の生地の種類ではエアアシストを無効にする必要があります。この素材は、適切な洗浄とプレスを行った後、重りで固定することでファッション用途に最適です。
9. アセタール
CO2レーザーによるアセタール（POM）の精密切断は、この材料が形状を維持し、低摩擦特性を持つためです。押し出し成形されたPOMは加工中に反りが生じやすいものの、滑らかなエッジを持つ機械部品の製造に適しています。この材料の引張強度は60～90MPaで、リサイクル可能であり、熱可塑性樹脂製の成形品が必要です。この材料を用いた彫刻加工には、筐体の製造に適した特別なマーキング設定が必要です。
10 ガラス
CNCルーターによるガラス切断
CO2レーザーによるガラス彫刻は、通常、低出力で湿紙またはマスキング層を使用し、デザインファイルで画像を70～100%黒に設定することがよくあります。切断工程には制約がありますが、塗料を塗布することでダイオードエッチングが可能になり、その後30～100Wの間で設定することで、破損することなく艶消し加工面を作成できます。また、溶液洗浄時にグレースケールのマトリックス効果も得られます。曲面加工には回転工具の使用が必須となり、安全メガネは割れたガラスの破片からユーザーを保護します。
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様々な素材に適したレーザーカッターのメンテナンスのヒント
- 木材および合板のメンテナンスプロセスには、使用後にベッドを掃除機で掃除しながら樹脂を除去するためにイソプロピルアルコールで毎週清掃すること、および毎月レールに潤滑油を塗布することと、2週間ごとにエアフィルターの焦げ付きがないか検査することが必要です。
- 排気フィルターは、腐食の原因となる PVC 素材を避けながら蒸気を処理するために、セッションごとに検査する必要があり、冷却システムは数週間ごとに蒸留水で洗浄する必要があり、ミラーは毎月調整する必要があります。
- ステンレス鋼およびアルミニウムの金属部品のメンテナンスには、切断後のスパッタ除去のためのノズル洗浄、チラーでの脱イオン水の使用、窒素/酸素の純度に関するガスシステムの定期チェック、および焦点と出力の定期的な調整が必要です。
- 皮革および繊維機器のメンテナンスには、ベッドの糸くずを掃除機で掃除すること、油が蓄積するためエアフィルターを頻繁に掃除すること、オペレーターのトレーニング、ベッドレベルの正確な調整が必要です。
- 作業環境では、煙や有毒物質を処理するために適切な換気が必要です。ユーザーはフィルターを毎月交換し、作業エリアを清潔に保ち、排気システムのない屋内での操作を避ける必要があります。
- 機器の故障を最小限に抑えるために、ガスシステムのメンテナンスやチラー内の脱イオン水のチェック、オペレータに対する材料固有のトレーニングとともに、電気部品の毎日の点検を行う必要があります。
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結論
適切なレーザー切断材料を選択し、適切なレーザー設定を組み合わせることで、エンジニアはレーザー切断可能な材料を扱う際に最適な結果を得ることができます。材料の適合性を考慮した上で適切なレーザーの種類と設定を選択することで、エンジニアリングおよび設計アプリケーションにおいて優れた結果が得られます。安全プロトコルの適用により、レーザー切断作業中の有毒ガス曝露からユーザーを保護することができます。
FAQ
レーザーで切断できる材料は何ですか?
レーザーは、特定のレーザータイプと出力に基づいて、木材やアクリル素材のほか、金属、皮革、紙、フォーム、繊維などの切断作業を実行します。
レーザーカッターはどのような材料を切断できますか?
レーザー切断プロセスは、適切なレーザーを使用した場合、無垢材や合板、アクリルプラスチック、MDF 複合材、特定の金属材料にも適用できます。
どのような材料をレーザーカットできますか?
レーザー切断に適した材料には、滑らかなエッジを実現するためのアクリル、構造要素を構築するための合板、柔軟なデザインを作成するための革、耐久性のある部品を作成するためのステンレス鋼などがあります。
レーザーカッターはどのような材料を切断しますか?
レーザー カッターは、ファイバー レーザーと密閉されたエッジを持つ布地素材を使用して、バスウッド合板シート、合板、PVC フリーのプラスチックおよび金属を加工します。
レーザー切断にはどのような材料が使用されますか?
レーザー切断に使用される標準的な材料は、見た目を良くするためのクルミ合板、テスト用の段ボール、彫刻用のガラス、軽量操作用のアルミニウムなどです。