今さら聞けないレーザ加工の基礎知識

CO2レーザー加工機(炭酸ガスレーザー加工機)の特徴とメリット・デメリット

本記事では、CO2レーザ加工機(炭酸ガスレーザ加工機)の特徴とおすすめのCO2レーザ加工機について、レーザ加工機のプロフェッショナルが詳しく解説いたします。

 

レーザー加工の特徴とレーザー加工機の種類

レーザ加工とは、加工素材にレーザを照射することによって、切断やマーキングなどを行う加工方法です。

レーザー加工の特徴とは?

レーザ加工には、

①美しい仕上がりを楽に作り出すことができる

②加工の自由度が高い

③メンテナンスを含む作業の手間が少ない

...等々、多くのメリットがあります。

>>レーザ加工の特徴について詳しくはこちら

 

レーザー加工機の種類

レーザ加工機は大きく分けて4種類あります。

①ファイバレーザ加工機

>>ファイバレーザ加工機について詳しくはこちら

②CO2レーザ加工機(炭酸ガスレーザ加工機)

③YAGレーザ

④半導体レーザ

それぞれメリット・デメリットや加工できる材料、加工できない材料がありますので、被加工材の材質や用途に応じて適切なレーザ加工機を使用する必要があります。

 

CO2レーザー加工機(炭酸ガスレーザー加工機)の特徴とメリット・デメリット

CO₂レーザ加工機(炭酸ガスレーザ加工機)は、その名の通りCO2(炭酸ガス)を利用してエネルギーを発生させる構造になっています。レーザ加工機の中で最も需要が大きく歴史が古いです。

CO2レーザー加工機のメリット

CO2レーザ加工機のメリットは以下の2つです。

①ファイバーレーザー加工機と比べて安価

加工可能な材質が多い(木材、アクリル、レザーなどの非金属も加工可能)

③切断面品質が良い(ファイバーレーザー加工機と比較した時、特にステンレスの切断面が良い)

④段取り性が良い(全面囲う必要があるファイバーレーザー加工機と比べ、オープンタイプがあり、段取り性、接近性が優れている)

⑤少量多品種に向いている

⑥運転時間、稼働時間によりメンテナンス計画を立てることが可能(特に発振器内の部品は時間管理でメンテナンス時期が決まる)

CO2レーザー加工機のデメリット

①大量生産には不向き(ファイバーレーザー加工機の方が切断速度が速く、生産性向上します)

②レーザーガスの供給が必要(ファイバーレーザー加工機ではレーザーガスが不要なため、CO2の方がランニングコストが高くなる)

③発振効率が悪い(ファイバーレーザー加工機と比べ発振効率が悪いため、電気代がかかる)

④反射材が苦手(ファイバーレーザー加工機は反射材の加工が比較的容易にできる)

⑤発振器から加工ヘッドまでミラー伝送のため、定期的にミラーの調整が必要となる(ミラーの状態により加工不良が発生する)

 

CO2レーザー加工機とファイバーレーザー加工機の選定ポイント

①加工対象

 CO2:軟鋼・ステンレス全般。非金属材料の加工。

 ファイバー:軟鋼・ステンレス全般。銅、アルミ、真鍮やメッキ鋼板の加工。

②加工性能

 CO2:面品質を重視(ステンレス)

 ファイバー:加工時間を重視

③生産形態

 CO2:多品種少量。段取り性を重視

 ファイバー:量産加工主体。生産性を重視。

④コスト

 CO2:イニシャルコストを重視

 ファイバー:ランニングコストを重視。

 

CO2レーザー加工機の仕組み

・CO2レーザ加工機は、二酸化炭素ガスを励起させて発生させたレーザー光を使い、材料を切断、加工する装置で、CO2ガス、窒素ガス、ヘリウムガスの混合ガスを

 放電管に充填し高電圧を印加して放電を起こし、励起されたCO2分子が基底状態に戻る際に赤外線領域のレーザー光(波長10.6μm)を放出します。

 

材質ごとの対応能力

※三菱電機製HV2-R-45CF-Rの場合(その他の機種、発振器については、別途ご相談ください)

①軟鋼(t25mmまで。t19mm以上の板厚については、中部鋼鈑製LS材使用時となります) LS材:レーザ切断用鋼板

②ステンレス(t20mmまで。高圧窒素、f10’レンズ使用時)

③アルミニウム(t15mmまで。高圧窒素、f10’レンズ使用時)

④銅、真鍮(要テスト加工。別途ご相談ください)

⑤非鉄金属(木材、樹脂など)(要テスト加工。別途ご相談ください)

※アルミニウムの切断について、ファイバーレーザと比較すると波長の違いで母材への吸収率が悪いのでレーザ光が反射し加工不良発生し、

 最悪は反射したビーム光が発振器内に戻ってきて発振器が破損なんてことがある可能性すらあるとも言われます。

 しかし三菱電機製のCO2レーザ加工機では加工可能です。

 

炭酸ガスレーザー加工機の選定ポイントとは?

ここまで炭酸ガスレーザ加工機について解説してきましたが、ファイバレーザ加工機やYAGレーザなど様々な種類のレーザ加工機がある中で、

自社に最適なレーザ加工機を選定するためにはどうすればよいでしょうか?

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三菱電機の炭酸ガスレーザー加工機のご紹介

レーザ加工機のメーカーとして世界有数の三菱電機製の炭酸ガスレーザ加工機をご紹介いたします。

①三菱電機製レーザー加工機 HV2-Rシリーズ

三菱電機製レーザー加工機 HV2-Rシリーズです。下記の記事、カタログ内で機能・特徴や加工精度、加工サンプルについてご紹介しています。

三菱クロスフローレーザー加工機(CO2レーザー加工機)HV2-R新モデル登場

>>「HV2-Rシリーズ」のカタログダウンロードはこちら

 

②三菱炭酸ガス三次元レーザー加工機 VZシリーズ

三菱電機製 炭酸ガス(CO2)三次元レーザ加工機 VZシリーズのカタログです。機能・特徴や加工精度、加工サンプルについてご紹介しています。

>>「VZシリーズ」のカタログダウンロードはこちら

 

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