バイヤーズガイド: レーザー装置を理解する

レーザー装置の加工タイプ

加工タイプごとにレーザー加工機を調達するにはどうすればよいですか?

レーザー加工機の購入検討を始めるとき、最初はレーザー加工の種類で探してしまうことをお勧めいたします。 分かってくるのは、同じレーザー加工システムでも多くの異なる名前が存在するということです。 レーザーは新しい技術であるため、レーザーの用途に合わせて多くの従来のプロセス名が使われています。 レーザー加工、レーザーシステム、および業界アプリケーションなど、さまざまな種類がありますが、それを理解するために、以下のようなレーザー加工の種類で分類することができます。

レーザーマイクロマシニング

装置を見極める方法には、切断の切り口、溶接の継ぎ目、彫刻の線幅など、レーザー加工部のライン(線)の大きさがあります。 当社の場合、レーザー加工の種類は、さらにマイクロマシニングとマクロマシニングに分けることができます。

一般的に、正確なレーザー切断、マーキング、および彫刻などのレーザー加工プロセスについては、「レーザーマイクロマシニング」として分類されます。 これらのレーザースポットサイズは通常100ミクロン未満となります。 具体的に言えば、「レーザーマイクロマシニング」とは、マイクロ彫刻、マイクロドリル、またはマイクロフォーミングなどのアプリケーションが当てはまり、高精度、高品質が要求されます。 超高速レーザー光源を使用した場合には短波長となるため、この構成には顕微鏡のマシンビジョンと高解像度の軸(ロボシリンダー)によるモーションコントロールが必要となります。

また、レーザーマイクロマシニングは、主に半導体、電子機器および新しいエネルギー産業でも利用されます。
注目を浴びているIC半導体故障解析の分野では、レーザーによるIC半導体の樹脂開封、レーザーによる切断、レーザーによる密閉デバイスのフタ開け用途が最も一般的なプロセスであり、従来の薬液手法であった樹脂を溶かす化学的エッチングや機械的に樹脂を削っていくマイクロミリングの方法に取って代わることができます。

エレクトロニクスおよびPCBA製造では、レーザーマイクロドリル、レーザーデパネリング(穴あけや外形カット)、レーザー直接構造化(3次元配線形成技術)にも利用されております。

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レーザーマーキングとレーザー彫刻

レーザーマーキングは、レーザー彫刻よりも広い範囲を指しています。 ワークピースの表面に永久的なマークが残っている場合は、レーザーマーキングと見なされます。 このレーザーマーキングと彫刻を区別するには、「表面が滑らかになっているかどうか」でレーザーマーキングかどうかを絞り込むのは簡単です。 典型的なアプリケーションは、外科用デバイスやインプラント用のレーザーマーキングなどです。

そのため、レーザーマーキングには多くの別名があります。 これらには、レーザーアブレーション、レーザーエンボス加工、レーザーピーニング、レーザーエッチング、レーザー摩耗、レーザーアニーリングなどがあげられます。

レーザーマーキングと彫刻は、多くの業界で非常に多くのアプリケーションがあります。これらには、銃器、航空宇宙、医療および製薬、自動車および自動車部品、トロフィー、宝石、スポーツウェアなどがあげられます。

100ワット未満の低出力ファイバーレーザーとCO2レーザーは、レーザーマーキングおよび彫刻での加工プロセスでの主要な構成のレーザー源です。 品質基準は、「良好なコントラストが観察されること」のように単純な場合もあれば、高解像度、摩耗テスト、コンテナ完全性封止テスト、UDIまたはUID可読性(医療向けバーコード)テスト、防食テストなどの場合もあります。必要に応じて、ロード/アンロードなどハンドリング機構を組み込んだレーザー装置にすることもあります。

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レーザーカッティング(切断)

他の種類と比較をすると、レーザー切断でのプロセスの概念範囲はかなり明確です。 これは、レーザーを「ナイフ」としてワークピースを分離するプロセスを指します。 通常、レーザー切断システムは、レーザーピアス、レーザーブラインドドリル、レーザースクライビング、またはレーザー彫刻のプロセスも行えます。

精密なレーザー切断用途の場合、150〜1000ワットのレーザー光源を構成する必要があります。 高出力レーザー切断の場合、レーザーは通常1kワットを超えてきますが、最大15kワットのレーザー光源を統合させる必要もあります。

レーザー切断の主な用途は、板金、印刷後の型抜き、ワイヤー加工などが対象となります。

板金作業の場合、レーザー切断システムは、従来のパンチングマシン、プラズマ切断機、CNCフライス盤、またはウォータージェットマシンに取って代わることができます。 レーザー切断は、金属板、箔、パイプ、およびチューブに対して処理できます。

ポストプリンティング(製本)でのアプリケーションでは、レーザー切断システムが従来のブレードまたはモールドダイ切断機に取って代わることができます。

ワイヤーでのアプリケーションでは、レーザーによるワイヤーストリッパー(皮むき)機構によって、ワイヤー部に損傷がない「=NoNickと表現します」ワイヤーストリップを保証することが出来ます。これにより、従来の機械式または熱式ワイヤーストリッパーに取って替えることが出来るため、特に繊細なワイヤーの皮むきが必要なアプリケーションに最適です。

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レーザー溶接

レーザー溶接のプロセスにも明確な概念範囲があります。 ワークピースまたはフラックスを加熱および溶融し、別々の部品を1つの部品に接続させるレーザービームは、レーザー溶接と呼ばれます。 レーザー溶接システムは、レーザーろう付け、レーザーはんだ付け、レーザー焼結、レーザークラッディング、およびレーザー表面硬化にも使用できます。

レーザー溶接の主なアプリケーションは、精密機器の製造、宝石の修理、金型の修理、板金、および金属表面処理などです。

電子機器、宝石、医療機器業界での正確なレーザー溶接は、従来の熱はんだ付け、超音波溶接、および電気抵抗溶接に取って代わることができます。

高出力レーザー溶接は、従来のガス火炎溶接、アーク溶接、高温表面処理に取って代わり、従来のプロセスではできなかったことが優れた結果でご提供できるかと考えております。

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