レーザー切断材料ガイド：切断できるものと切断できないもの

レーザーカットできる材料

レーザーカッターは、高エネルギービームを照射し、プログラムされた経路に沿って材料を溶融、燃焼、または蒸発させることで機能します。このプロセスによく反応する材料は、一般的にレーザーエネルギーを効率的に吸収し、きれいな蒸発または溶融挙動を示します。

一般的なレーザー切断材料には次のようなものがあります。

• 木材およびエンジニアリングウッド製品
• アクリル（PMMA）
• レザー
• 布地と繊維
• 紙および厚紙
• ゴムシート
• 発泡材
• 薄い金属（ファイバーレーザーを使用）

これらの材料はレーザーエネルギーを効率的に吸収するため、ビームは高精度かつ最小限の機械的ストレスで切断することができる。

工業生産においては、非金属切断にはCO₂レーザーが主流であり、金属加工にはファイバーレーザーが用いられている。米国国立標準技術研究所（NIST）が発表した製造業に関する研究によると、レーザー切断は依然として最も高精度な非接触製造プロセスの一つである。

レーザー切断材料適合表

以下の表は、一般的なレーザー切断材料と、産業用途で使用される典型的なレーザーの種類をまとめたものです。

レーザー切断材料適合表

工業メーカーは、レーザーの波長が材料の吸収特性に合致する必要があるため、機械の価格ではなく、材料の種類に基づいてレーザーシステムを選定することが多い。

CO₂レーザー切断に最適な材料

CO₂レーザーカッターは10.6マイクロメートルの波長で動作し、この波長は有機材料やほとんどのプラスチックに強く吸収されます。そのため、非金属材料の加工に最適です。

木材

木材は、CO₂レーザーシステムで最も一般的に加工される材料の一つです。なぜなら、木材はきれいに切断でき、細かいエッジが得られるからです。

代表的な木材には次のようなものがあります。

• 合板
• MDF
• ハードウッド
• バルサ材

一般的なアプリケーションは次のとおりです。

• 家具コンポーネント
• 建築モデル
• 装飾パネル
• 包装挿入物

レーザー切断により、製造業者は機械的な工具を使わずに複雑な形状を製造できるため、小ロット生産におけるセットアップコストを削減できる。

アクリル（PMMA）

アクリルは、滑らかで炎で研磨されたような切断面が得られ、後処理がほとんど不要なため、レーザー切断に広く用いられている。

一般的なアクリルレーザー切断の用途は次のとおりです。

• 小売店の看板
• 展示スタンド
• 照明パネル
• 製品ハウジング

CNCルーター加工と比較して、レーザー切断は薄いアクリル板の加工において、より高い切断品質とより速い生産速度を実現します。

レザー

レーザー切断は、切断時にレーザー光が材料の端を密封するため、皮革加工において大きな利点となります。これにより、ほつれを防ぎ、製品の品質を一定に保つことができます。

レーザーカット革製品には次のようなものがあります。

• 履物部品
• ファッションアクセサリー
• 自動車内装材
• ベルトとストラップ

ファッション工科大学（FIT）の報告によると、レーザー技術はその精度と再現性の高さから、現代​​の皮革加工においてますます広く利用されるようになっている。

ファブリックとテキスタイル

繊維レーザー切断は、衣料品製造や工業用繊維加工において広く用いられている。

一般的なレーザーカット繊維には次のようなものがあります。

• ポリエステル生地
• 綿織物
• フェルト素材
• 不織布
• テクニカルテキスタイル

代表的な業界は次のとおりです。

• 衣料品OEM工場
• スポーツウェア製造
• 自動車内装サプライヤー
• 工業用フィルター製造

レーザー切断は、合成繊維にとって重要な、端のほつれを防ぐ効果もある。

ファイバーレーザー切断に適した材料

ファイバーレーザーは1.06マイクロメートルの波長で動作し、金属切断に最適です。高いエネルギー密度と優れたビーム品質を実現し、金属板加工に適しています。

ステンレス鋼

ステンレス鋼は、ファイバーレーザー切断システムで最も広く加工される材料の 1 つです。

アプリケーションが含まれます：

• キッチン用品
• 機械部品
• 建築パネル
• 工業用エンクロージャ

レーザー出力に応じて、一般的な切断厚さは0.5mmから25mmの範囲です。

炭素鋼

炭素鋼は、その熱特性と比較的低い反射率により、ファイバーレーザー切断によく反応します。

一般的なアプリケーションは次のとおりです。

• 機械フレーム
• 建設部品
• 自動車部品
• 板金構造

高出力ファイバーレーザーは、より厚い炭素鋼板を効率的に切断できる。

アルミ

アルミニウムはファイバーレーザーを使用してレーザー切断できますが、反射面には適切なレーザー構成が必要です。

典型的なアプリケーションは次のとおりです。

• 電子エンクロージャ
• ヒートシンク部品
• 航空宇宙部品
• 家電製品の筐体

最新のファイバーレーザー加工機は、アルミニウムを安全に加工するために反射防止保護システムを採用している。

真鍮と銅

銅や真鍮は反射率の高い金属ですが、高度なファイバーレーザーでは最適化された切断パラメータを使用してそれらを加工できます。

代表的な製品は次のとおりです。

• 電気コネクタ
• 装飾部品
• 熱伝達要素

レーザーカットしてはいけない素材

レーザーカッターで加工すると危険な化学物質を放出したり、機械部品を損傷したりする可能性があるため、レーザーカッターを使用して加工してはいけない材料もあります。

PVC（ポリ塩化ビニル）

PVCはレーザー切断時に塩化水素ガスを放出します。このガスは非常に腐食性が高く、機械の光学系や換気システムを破壊する可能性があります。

ビニール

ビニル素材には塩素が含まれており、レーザーの熱にさらされると有毒ガスを発生させる。

Polycarbonate

ポリカーボネートは蒸発するよりも溶けやすい性質があるため、切断結果が悪く、煙が多く発生する。

ABSプラスチック

ABS プラスチックは激しく溶解し、粘着性の残留物が生成されてレーザー光学系と機械内部を汚染します。

米国疾病予防管理センターは、塩素を含むプラスチックは工業プロセスで加熱されると有害なガスを発生させる可能性があると警告している。

レーザー切断材料の厚さガイド

適切なレーザー出力レベルを選択するには、材料の厚さが重要な役割を果たします。

典型的なレーザー切断厚さ表

出力の高い産業用システムはより厚い材料を加工できるが、生産効率はガスアシストシステム、光学系の品質、切断速度にも左右される。

材料の種類がレーザー加工機の選択に与える影響

材料特性は、必要なレーザーマシンの種類に直接影響します。

重要な要素は次のとおりです。

• 物質吸収率 — 一部の材料は、ファイバーレーザーよりも CO₂ レーザーの波長をよく吸収します。
• 融点 — 融点が高い材料には、より高いレーザー出力が必要です。
• 密度 — 密度の高い材料の場合は、切断速度を遅くする必要があります。
• 反射率 — 反射率の高い金属には特殊なファイバーレーザー構成が必要です。

産業バイヤーにとって、これらの要素を評価することは、次のことを決定するのに役立ちます。

• レーザータイプ
• 必要な電力範囲
• 作業台のサイズ
• 自動化要件

販売代理店や OEM メーカーは通常、機械を購入する前にサンプル材料をテストして、切断性能を確認します。

レーザー切断材料の産業応用

レーザー切断材料は、幅広い製造業で使用されています。

一般的な産業用途には次のようなものがあります。

繊維および衣料品生産

レーザーカッターのプロセス:

• 衣服のパターン
• レース部品
• スポーツウェア生地
• 刺繍パッチ

ラベルおよびパッケージ製造

レーザーシステムによるカット：

• 織りラベル
• 粘着ラベル
• 包装挿入物
• 段ボールのテンプレート

工業用ガスケット製造

ゴムおよび複合シートをレーザーカットして、次のような製品を製造します。

• シーリングガスケット
• 断熱材
• 振動減衰部品

アクリルディスプレイ製造

アクリルシートは次のようにカットされます。

• 小売ディスプレイ
• 看板
• 製品スタンド
• 照明付き文字

レーザー技術により、製造業者は複雑な形状を高い再現性と最小限の工具コストで製造することが可能になる。

レーザー切断材料に関するよくある質問

レーザーカットできない素材は何ですか?

PVC、ビニール、ポリカーボネート、ABS プラスチックは、有毒ガスが発生したり、切断結果が悪かったりするため、通常は使用を避ける必要があります。

レーザーカッターは金属を切断できますか?

はい。ファイバーレーザー切断機は、ステンレス鋼、アルミニウム、炭素鋼などの金属板加工用に特別に設計されています。

レーザーカッターはどのくらいの厚さまで切断できますか？

厚さはレーザー出力と材料の種類によって異なります。工業用システムでは最大30mm厚の金属板を切断できますが、アクリルなどの非金属材料は約20mmの厚さまで切断可能です。

アクリルはレーザーカットできますか?

はい。アクリルは、機械的な仕上げを必要とせずに、きれいで滑らかな切断面が得られるため、レーザー切断において最も広く使用されている材料の一つです。

メーカーにとっての重要なポイント

レーザー切断の性能は、材料の適合性と厚さに大きく左右されます。木材、皮革、布地などの有機材料はCO₂レーザーシステムに最適ですが、金属の切断にはファイバーレーザー技術が必要です。

製造業者は、切断中に有毒ガスを放出する塩素系プラスチックやその他の危険物質も避ける必要があります。

これらの材料特性を理解することで、購入者は適切なレーザーシステムを選択し、生産効率を向上させ、機器の損傷リスクを低減することができます。

材料に適したレーザーカッターの選択

レーザー切断を生産ラインに導入する計画をお持ちの場合は、まず最も頻繁に加工する材料を特定することから始めましょう。材料の種類によって、必要なレーザー波長、出力範囲、そして機械構成が決まります。

工業メーカーは、機器を購入する前にサンプル材料をテストして、エッジの品質、切断速度、生産効率を確認することがよくあります。

KASUは、OEM製造で使用される繊維、ラベル、皮革、アクリル、その他の非金属材料向けに設計された産業用レーザー切断システムを開発しています。特定の材料の切断性能を評価したい場合は、当社のエンジニアリングチームにご連絡いただき、サンプルテストと技術コンサルティングの手配をしてください。