レーザーカット加工

目次

レーザーカット加工の特徴

集束して得られる高エネルギー密度を利用するレーザーにより切断する加工方法です。

レーザー自体は微小な面積を極めて短時間で加熱することができるため、金属表面の熱処理にも利用されることがあります。

材料に接触することなく加工ができるため、刃物や切削工具などによる加工と比較して、圧力やひずみが生じやすいような薄い部材であっても切断が可能になります

さらに大きな特徴としてはその切断形状の柔軟さにあり、異形状の穴抜き加工であってもレーザー加工であれば可能で、必要な部分のみを自由な形状に切断することもできます。

【素材別】部品一覧

アルミのレーザーカット加工部品例

アルミのレーザーカット加工部品例
引用元HP:キャディ(https://caddi.jp/example/materials/3/4/)

ステンレスのレーザーカット
加工部品例

ステンレス/SUS304/位置決めプレート/レーザー加工
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/273/)

鉄のレーザーカット加工部品例

鉄/SECC/板金加工/レーザー加工
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/273/)

鋼のレーザーカット加工部品例

SPCC 板金加工 無電解ニッケルメッキ 部品加工 部品製作
引用元HP:テルミック(https://www.nc-net.or.jp/company/74956/product/detail/93309/)

鋼板のレーザーカット加工部品例

SPCC/鉄鋼板/レーザーカット
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/273/)

レーザーカット加工の依頼は「加工部品調達会社」へ

加工部品調達会社とは

各種部品加工に関する悩みを解決してくれる業者で、発注手配や納期管理などの手間がかかる業務を代行してくれます。

どこに手配をすればよいのか、どういう加工ができるのかといったテクニカルな相談にも乗ってくれる業者もあります

加工部品調達会社へ依頼する
メリット

従来自社で各加工先それぞれに対して行っていたやり取りを一元化することができるので、大幅に管理工数を削減することができます。

また、豊富な加工先にルートがある代行業者であれば、特殊な加工や多品種少量のような単独で発注しづらい加工も対応してもらえる可能性があります

どこに重点を置きますか?
加⼯部品調達会社
おすすめ3社

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実績と提携先が多い加工部品調達会社3社(2021年7月調査時点)をピックアップしました。
「品質」「納期」「柔軟性」観点で、
あなたの会社が一番重要視するポイントから選びましょう。

  • 品質

    作り直しリスクを最小限
    に抑えたい

    エージェンシーアシスト

    • 加工提携企業
      1,000
    • 業界取引実績
      2,710
    エージェンシーアシストの
    特徴

    部品一個、図面一枚から対応可能(500個~1,000個相談などもOK)
    3D図面の見積もりができる
    ③1級・2級機械検査技能による精度の高い検査が可能

  • スピード

    とにかく早く
    納品してもらいたい

    キャディ

    • 加工提携企業
      600
    • 業界取引実績
      1,500
    キャディの
    特徴

    加工部品一式から対応
    ②案件管理システムによってすべての工程を一元管理
    ③社内の見積もりシステムで装置図面一式でもスピード対応

  • 柔軟性

    1工程だけや追加工
    を依頼したい

    テルミック

    • 加工提携企業
      500
    • 業界取引実績
      1,000
    テルミックの
    特徴

    一工程・追加工にも対応可能
    ②自社工場を持っており、設計変更ができる
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選出基準(2021年7月調査時点)
業界取引実績と加工提携先の記載のある企業の中から、実績と提携先が多い加工部品調達会社をピックアップしています。

エージェンシーアシスト:3社の中で1級・2級機械検査技能士が1番多く在籍しているため
キャディ:3社の中で唯一独自のシステムにより見積りを行い、全国どこでも最短5日で発送できるため
テルミック:3社の中で唯一、1工程のみ追加工対応と記述があったため
なお、各社の提携先企業・業界取引実績は2021年7月に調査したものを掲載しています

レーザーカット加工のメリットとデメリット

レーザーカット加工のメリット

キレイに仕上げやすいのがレーザーカット加工のメリット。バリやカエリが出づらく、切断面がキレイに仕上げられます。歪みやひび割れリスクがないのもメリットです。

レーザーカット加工では金型が不要。プログラムを組めば後は自動で加工できます。金型のセットやメンテナンスが不要になるのもうれしいポイントです。また、プログラムで加工できるため、幅広い形状に対応できる、高い自由度があります。

手作業にはないスピード感もレーザーカット加工の魅力。手作業ではむずかしい複雑形状に対応できるのもメリットです。大量生産も簡単で、手間が省けます。やわらかいゴム素材や布地でも表面処理が可能。加工の幅や選択肢が広がります。

レーザーカット加工のデメリット

手作業よりは早いレーザーカット加工ですが、切削やプレス加工と比べるとスピードで劣ります。加工物の融解が求められるためです。また、焦点距離の範囲以上になると切断できなくなります。焦点深度の限界により、厚い加工物は切断できない点もデメリットです。

アルミを始めとする反射率が高い素材は、古いレーザー加工機では切断できない場合があります。素材がレーザー光を反射してしまし、うまく熱が伝わらないのが理由です。機器によっては反射率が高い素材でも切断できるものもあります。レーザーカット加工に使う機器を選ぶ際には慎重に検討しましょう。

レーザーカット加工では、かかるコストの高さも無視できません。初期費用に限らず、消耗品や維持費にかかるランニングコストも比較的高額になります。電気代やガス代、定期的に交換する焦点レンズのような部品があるからです。

レーザーカット加工とワイヤーカット加工の違い

レーザーカットとワイヤーカットは、どちらも非接触による加工法。異なるのは原理です。レーザーカット加工では、レーザー光線で加工物を溶解し、切断します。一方のワイヤーカット加工は、ワイヤー線に電流を流し、加工物を溶解して切断する方法です。

加速速度自体はレーザーカットのほうが速く、毎分700~10,000mm程度。ワイヤーカットは、1分あたり数ミリ程度です。加工精度はレーザーが約0.05mm、ワイヤーカットは約0.005mm。精度ではワイヤーカットに軍配が上がります。

レーザーカットは、板の厚さが30mm以上だと切断がむずかしくなりますが、ワイヤーカットなら約300mm程度でもOKです。初期コストは、レーザーカットが約2,000万円から1億円に対し、ワイヤーカットは1,000万円から5,000万円とやや抑えめ。

レーザーカット加工とワイヤーカット加工には、それぞれ得手不得手やコストの違いがあり、優劣が決められません。加工物や時間を踏まえて、機器を使い分けるのがベストでしょう。

レーザーの種類

CO2レーザー

二酸化炭素を使うガスレーザーで、多くの加工物で採用されています。金属からガラス、ゴムや木材まで対応素材の種類が豊富です。価格もレーザー機器の中では安く、導入しやすいのが魅力。ただし、アルミや銅といった反射率の高い金属素材の加工には向いていません。

ファイバーレーザー

比較的新しいタイプのレーザー加工機です(2021年調査時点)。反射率の高い金属加工も可能で、レーザーガスが不要。エネルギー効率が高く、ランニングコストも良好ですが、初期コストが高額なのは難点です。CO2レーザーでは対応できない加工もできるのは強みと言えます。

YAGレーザー

YAGレーザーは、金属加工に限らず、医療分野でも利用されています。溶接以外に、文字や記号を書くマーキング作業でも使用されるレーザー加工機です。薄い素材を加工しても歪みや変形が少なく、キレイな仕上がりが期待できます。溶接スピードが早い点もメリットです。

医療関係では、歯、目の治療に用いられています。CO2レーザーと比較すると、ランニングコストは高めです。

レーザー加工の原理

レーザー加工の原理のポイントは、「光の波」と「振動」です。太陽光や電灯は特定の一方ではなくさまざまな方向へ進みます。光の色も、複数合わさっているのが特徴です。光の色が違うと、波長も異なります。レーザーは、光の波長の山と谷を合わせ、かつレーザー加工機のレンズを通して密度が高めるという仕組み。密度が高くなった分、光の力が大きくなります。

高密度の光を金属や木材に当てると原子と分子が振動。熱が発生して切断できます。

レーザーカット加工の材質別の注意点

鉄は加工しやすく、加工製品に多く用いられています。薄板から厚板まであり、幅広い用途で使える便利な素材です。鉄の弱点は錆付き。ですが、塗装やメッキといった表面塗装をすれば予防できます。

鉄のレーザー加工では、すり鉢状になる「テーパー」という問題が生じます。テーパーになると入り口と出口の幅や厚みに差が生じるため、ドリルやリーマーを使ってなくさなければなりません。また、熱で変形や反りのリスクもあります。

銅は熱伝導率が高く、反り、変形、腐食の起きやすい素材です。反射率が高く、機器へ与えるダメージも難点。銅自体のコストも高いため、失敗での経済的損失も懸念されます。レーザー加工の際には高い知識と経験や技術力が求められる素材です。

ステンレス

鉄と同様に、レーザーによってテーパーになるリスクがあるステンレス。厚板になるほどリスクは高くなり、鉄と同じくドリルやリーマで後から加工しなければなりません。熱での変形や反りについても注意が必要です。

アルミニウム

アルミニウムは、レーザー加工泣かせの素材です。鉄より軽く、軟性・溶接性・耐食性・熱伝導性が高いのが特徴で、基本的に加工しやすい条件がそろっています。しかし、レーザー加工には向いていません。アルミニウムの高すぎる反射率が理由です。

鉄やステンレスと比較した場合、裏面にバリができやすいのも問題。仕上げ処理が必要になります。テーパーや熱の影響による変形や反りも発生しやすく、作業者はこれにも対処しなければなりません。アルミニウムをレーザー加工するなら、機器や加工法を慎重に選択したほうがいいでしょう。

その他の加工部品例

どこに重点を置きますか?
加⼯部品調達会社
おすすめ3社

多品種の部品に対応できる企業として
実績と提携先が多い加工部品調達会社3社(2021年7月調査時点)をピックアップしました。
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あなたの会社が一番重要視するポイントから選びましょう。

  • 品質

    作り直しリスクを最小限
    に抑えたい

    エージェンシーアシスト

    • 加工提携企業
      1,000
    • 業界取引実績
      2,710
    エージェンシーアシストの
    特徴

    部品一個、図面一枚から対応可能(500個~1,000個相談などもOK)
    3D図面の見積もりができる
    ③1級・2級機械検査技能による精度の高い検査が可能

  • スピード

    とにかく早く
    納品してもらいたい

    キャディ

    • 加工提携企業
      600
    • 業界取引実績
      1,500
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    特徴

    加工部品一式から対応
    ②案件管理システムによってすべての工程を一元管理
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    1工程だけや追加工
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    テルミック

    • 加工提携企業
      500
    • 業界取引実績
      1,000
    テルミックの
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エージェンシーアシスト:3社の中で1級・2級機械検査技能士が1番多く在籍しているため
キャディ:3社の中で唯一独自のシステムにより見積りを行い、全国どこでも最短5日で発送できるため
テルミック:3社の中で唯一、1工程のみ追加工対応と記述があったため
なお、各社の提携先企業・業界取引実績は2021年7月に調査したものを掲載しています