fiber laser marking

レーザータイプ
(レーザーの種類)

レーザーの分類

レーザーは、「媒体」と「波長」の2つのカテゴリーで分類できます。レーザーの媒体は主に、固体・液体・気体(ガス)です。波長は、赤外線(IR)・可視光線・紫外線(UV)などの分類があります。赤外線と紫外線はヒトの目に見えない不可視光線です。トロテックが取り扱っているレーザー加工機のレーザーは、媒体別で固体と気体、波長では赤外線に該当しています。

レーザー加工機に採用されている一般的なレーザー光源は、気体の「CO2レーザー」(波長10.6μm*=10600nm**)、固体の「ファイバーレーザー」と「YAGレーザー/YVOレーザー」(波長1064nm)です。この3種類のレーザーにはそれぞれ特徴があり、加工に適した材料が異なっています。

*μm:マイクロメートル  **nm: ナノメートル

レーザー光源の種類と特徴

1.CO2レーザー(気体)

現在、レーザー加工機で最も多く使われているのがCO2(炭酸ガス)レーザーです。名前の通り、二酸化炭素(CO2)をレーザー媒質としたガスレーザーの一種です。発振管内の二酸化炭素が窒素(N2)やヘリウム(He)と混合し、分子の衝突・振動によってエネルギー交換が行われ、レーザー光が放射されます。CO2レーザーは、二酸化炭素分子と窒素分子の組合せがよいのでエネルギー効率が高く、またヘリウムがレーザー光の状態を安定して持続させる特徴があります。

レーザー波長は、10.6 μmの赤外光で目には見えません*が、レーザーの中で最も長い波長帯です。波長が長いので、材料に熱をかけて加工する傾向があります。木材やアクリル、またガラスなどの透明な物体でも、金属以外ほとんどの材料の加工に適しているので、最も広範囲に多くのアプリケーションに使用されているレーザーです。

*トロテックのレーザー加工機は、目に見えないレーザー光を可視化するレーザーポインターが搭載されています。

2.ファイバーレーザー(固体)

ファイバーレーザーは、固体レーザーです。ファイバーレーザーでは、シードレーザーと呼ばれる方法でレーザーを作り出し、ダイオードポンプを通して、それをエネルギーが供給されるよう特別に設計されたガラスファイバーで増幅します。1064 nmの波長により、ファイバーレーザーは極めて小さい焦点直径を持っています。レーザー強度は同一の平均放射力でCO2レーザーの最大100倍になります。 ファイバーレーザーは金属彫刻*、ハイコントラストのプラスチックマーキング、およびアニーリング方式の金属マーキングに最適です。

*金属への彫刻は、材質やレーザー出力によって対応できない場合があります。

ファイバレーザー加工に適した材料

3. Nd:YAGレーザー、Nd:YVOレーザー(固体)

ファイバーレーザーと同じく、YAGレーザーとYVOレーザーも固体レーザーに分類され、かつてはフラッシュランプでしたが、近年ではダイオードによってエネルギーが供給されています。

YAGは、Y(イットリウム)・A(アルミニウム)・G(ガーネット)、YVOレーザーは、Y(イットリウム)・VO(バナデート)という結晶の略です。両方ともこれらの結晶にNd(ネオジム)元素をドーピング(添加)して励起状態にします。

波長はファイバーレーザーと同じ1064 nmで、金属とプラスチックのマーキングに適しています。 しかし、ファイバーレーザーと違って、YAGレーザーとYVOレーザーのダイオードは比較的高価で、部品を損耗します。

YAGレーザーとYVOレーザー加工に適した材料

※セラミックにもある程度適正があります。

照射方法によるレーザータイプ

レーザー加工機の基本的な仕組みは、発振器で生成されたレーザー光がミラーに反射してヘッドに運ばれます。ヘッド部のレンズでレーザー光を集光して、加工テーブルに設置した対象物(材料)に照射されます。

照射方法によるレーザー加工機には、フラットベッドタイプとガルバノタイプ(ガルボタイプ)の2種類があります。

1.  フラットベッドタイプ

フラッドベッドタイプは、レーザー光を照射するヘッドが、X軸とY軸方向に動いてレーザー光を照射します。X-Y軸による動作から、プロッタータイプ、レーザープロッターとも言われます。ガルバノタイプより加工速度は遅いですが、広い加工エリアで動作できます。したがって、大きな材料や複数の材料を並べて一度に行う加工に適しています。

・トロテックのフラッドベッドタイプ・レーザー加工機:SpeedyシリーズSPシリーズ

2.   ガルバノタイプ

ガルバノタイプは、レーザー光を照射するヘッドが固定されています。ミラーを高速で動かすことで、レーザー光の照射方向を変えます。固定ヘッドにより、フラッドベッドタイプと比べて加工エリアは狭いですが、高速加工が可能です。

・トロテックのガルバノタイプ・レーザー加工機:ProMakerシリーズSpeedMarkerシリーズ
(※SpeedMarkerシリーズは、現在、日本では販売していません。)

トロテックのレーザー加工機

トロテックのレーザー加工機(フラッドベッドタイプ)には、CO2レーザーとfiberレーザーのモデルがあります。さらにトロテックは、この2種類のレーザー光源を1台のマシンに統合したflexx(フレックス)モデルを製造・販売しています。このモデルに搭載されたflexxテクノロジーは、トロテックが業界で初めて製品化に成功した独自の開発技術です(特許取得済み)。トロテックのflexxレーザーなら、CO2でアクリルのカットと木材の彫刻、ファイバーで金属のマーキングの加工が、マシンを止めることなく、一つの工程で行えます。

flexx technology(フレックステクノロジー)

Speedyシリーズ

コンパクト・中型レーザー加工機(フラッドベッドタイプ)

 

モデル名 Speedy 100 Speedy 300 Speedy 360 Speedy 400
レーザータイプ CO2 / fiber/ flexx CO2 / fiber/ flexx CO2 / fiber/ flexx CO2 / fiber/ flexx
加工エリア(WxD)* 608 x 303 mm 726 x 432 mm 810 x 506 mm 1000 x 608 mm
IEC規格
(レーザーの安全基準)
クラス 2 クラス 2 クラス 2 クラス 2
※パススルー機能使用時は、クラス 4 (安全ゴーグル着用)

* オフセット値によってサイズが異なる場合があります。

Speedyシリーズの製品情報はこちら

SPシリーズ

大型レーザーカッター(フラッドベッドタイプ)

 

モデル名 SP500 SP1500 SP2000 SP3000
レーザータイプ CO2 CO2 CO2 CO2
加工エリア(WxD)* 1245 x 709 mm 1500 x 1250 mm 1680 x 2510mm 2210 x 3210 mm
IEC規格
(レーザーの安全基準)
クラス 2
※パススルー機能使用時は、クラス 4(安全ゴーグル着用)
クラス 2
※パススルー機能使用時は、クラス 4(安全ゴーグル着用)
クラス 4ですが、通常のオペレーションの場合、レーザー光の通過経路がしっかりと密閉されているため、クラス 2として操作可能。 クラス 4ですが、通常のオペレーションの場合、レーザー光の通過経路がしっかりと密閉されているため、クラス 2として操作可能。

* オフセット値によってサイズが異なる場合があります。

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※レーザー加工機は、その機能から別名、レーザーカッター、レーザー彫刻機、レーザー刻印機とも呼ばれています。