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ファイバーレーザー加工とは

こちらのページでは、さまざまな機器に使用されているシムプレート加工方法のひとつ、「ファイバーレーザー加工」について紹介しています。ファイバーレーザー加工が持つ特徴やメリット、考えられるデメリットについてくわしくまとめていますので、さまざまな加工方法について知りたいと考えている方は、ぜひ参考にしてみてはいかがでしょうか。

ファイバーレーザー加工の特徴

「ファイーバーレーザー」とは、増幅媒体に光ファイバーを用いた固体レーザーのひとつです。CO2レーザーなどいくつかあるレーザー加工機の中でも新しい種類のもので、細長いファイバーケーブルの中で光エネルギーを増幅させることによって、高い出力を発揮できる点を特徴としています。

ファイバーレーザーは金属から樹脂まで幅広い材料の加工に用いられていますが、CO2レーザーと比較すると波長が短く、短パルスであることから金属物質の吸収率が高いという特徴があります。そのため、銅やアルミニウムなどの高反射材でも対応が可能となっています。

また、優れたビームクオリティを持っているためスポットサイズを絞り込むことができ、高いエネルギー密度を利用した細かい加工にも対応できる点もファイバーレーザーの特徴のひとつといえます。薄板はもちろん、厚板の切断も高精度で行えます。

ファイバーレーザー加工のメリット

低コスト・短納期での加工が可能

ファイバーレーザーを用いた加工を行う場合、データの作成のみで製作を行うことができます。例えばエッチング加工を行う際に必要となる版などの作成が不要であることから初期コストが抑えられ、低コスト・短納期での加工を行える点がメリットといえるでしょう。さらに、少量の加工についても対応が可能であり、版が不要な分、エッチング加工と比較した場合でも価格メリットが出せる、という点も注目しておきたい部分といえます。

さらに、CO2レーザーやYAGレーザーと比較すると、加工速度が早いという点もファイバーレーザーのメリットのひとつとなっており、電気代などのランニングコストの削減が期待できます。

高品質な加工ができる

ファイバーレーザーは、金属物質の吸収率が高いという特徴から、これまで切断が難しかった銅やアルミなど高反射材の切断にも対応ができるという点がメリットとなっています。また、薄板非鉄金属の高速切断や微細な形状への対応もできますし、刃物が入らないような場所に対する穴あけ・切断についても対応可能。優れたビーム品質を持つことからスポットサイズを絞り込み、高精細の加工を行えます。

さらに、ファイバーレーザーで加工を行った後のゆがみや端面ヤケが少ない点に加えて、厚み方向のバリ除去まで対応できることから、精度の高さを求められる加工に向いているといえるでしょう。

ファイバーレーザー加工のデメリット

端面にスパッタが残る

ファイバーレーザーによる加工を行った場合、端面にスパッタが付着して残ってしまうことがある、という点がデメリットとして考えられます。ただし、この部分についてはこれまでにさまざまな研究・開発が行われており、スパッタの付着を防止する機能を搭載したファイバーレーザー加工機も登場していますので、あらかじめメーカーに確認してみると良いでしょう。

CO2レーザーと比較すると加工速度が早すぎることも

CO2レーザーと比較すると加工速度が早いという点がメリットではありますが、この部分が逆にデメリットとなるケースもあります。これば、加工速度が早すぎることで加工する板を取り替える段取りが大変になる場合があるためです。このことから、レーザー本体と材料棚をセットで設置することが勧められています。

また、厚い素材の加工を行う場合には、CO2レーザーの方が切断面の仕上がりが優れている、という面もあります。

ファイバーレーザー加工を用いたシム加工事例

板厚0.05mmのステンレスSUS304Hを、当社のファイバーレーザー切断機によって加工を行い、お客様の元に納入させて頂いていています。こうした板厚の薄いシムプレート(シム板)については加工方法が大きく2つあり、一つはファイバーレーザー切断機によるもの、そしてももう一つはワイヤーカットによる重ね切りです。今回のお客様からのご注文は10枚であったため、加工効率とコストを考慮してファイバーレーザー切断機による加工を選択いたしました。

※引用元:株式会社 山内スプリング製作所(https://yamauchi-spring.com/simmspacer/シムプレート/)

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