トロテックCO₂レーザーカッターで作成されたレーザーカット・彫刻された木製のギフトや模型

木材をレーザー加工するヒント

このページでは、レーザーに適した木材の種類、カットと彫刻の注意点など、木材をレーザー加工する上でお役に立つヒントやコツをご紹介します。

レーザー加工に適した木材、適していない木材

木材は天然素材のため、木本来の硬さや木目、乾燥具合など使用する木材の特徴を考慮してレーザー加工を行う必要があります。

一般的に木材の色と木目が均一なほど、レーザー加工には適しています。

木材の種類と特徴

広葉樹材（硬材）	オーク（ナラ）、ブナ、ウォールナット（クルミ）、ケヤキ、桜（サクラ）、黒檀（コクタン）など。一般的に床や家具材に用いられるようにとても硬い木のため、強いレーザー出力が必要です。
針葉樹材（軟材）	ポプラ、マツ、スギ、ヒノキ等の針葉樹が含まれます。住宅の構造材として使われるように加工しやすい木材ですが、木目（年輪）の柔らかい部分と固い部分の差が大きいため、レーザー加工では適切なパラメーターの調整が難しい素材です。
べニヤ（シナベニヤ、ラワンベニヤ）板	ベニヤ材の一枚板。合板ではなく単層の板。レーザー加工に対しての特徴は硬材と同じです。
合板	合板、ベニヤ（シナベニヤ、ラワンベニヤ）合板。薄い木材を繊維方向を縦横交互に貼り合わせた木質板。貼り合わせに合成樹脂（接着剤）が用いられているため、薄い厚みのものでも一枚板より強いレーザー出力が必要です。また、合板の質は様々で、同じ厚みのものを同じ出力で加工しても出来具合に差が出来ることが多々あります。
MDF（中質繊維板/中密度繊維板）	木材チップを繊維状にほぐし、合成樹脂（接着剤）を用いて熱圧成形した木質板。1枚の板の中で繊維のばらつきや硬軟の差が少なくほぼ均一なため、一枚板や合板よりも加工がしやすい板材です。ただし合板同様質は様々で、同じ厚みのものを同じ出力で加工しても出来具合に差が出来ることが多々あります。
竹	レーザー加工では適切なパラメーターを見出すことが難しい木材です。表側（皮面）は繊維の密度が高く強い出力が必要ですが、内側は比較的柔らかく皮面よりも低い出力で加工できます。

※木材の種類だけでなく乾燥具合によっても硬さや加工中ヤニ（脂、樹液）の出る量が異なり、加工の出来具合に差が出ます。また、乾燥した木材ほど彫刻溝（凹み）やカット断面が黒くなる（焼け色が濃い）傾向にあります。
よく木を観察し出力調整をする必要があります。

トロテック・SpeedyシリーズCO₂レーザーカッターで作成された木材への詳細な航空機設計図彫刻機

木材のパラメーター

木材は天然素材のため、木材の種類によってレーザーとの反応が異なります。

彫刻パラメータの決定

彫刻のパラメーター加工したい木材のグレースケールマトリックスを作成して活用すると、希望の彫刻パラメーターが簡単に見つかります。

【ヒント】焦点をずらすほど（Zオフセットを約0.5～20ｍｍ）、濃い彫刻が施せます。レーザー光の焦点をずらすと、レーザースポットのサイズが大きくなってパワー密度（density）が下がり、材料がより燃焼します。ただし、細かい彫刻には適していません。

丸みを帯びた長方形のパスデザインでレーザーカットを行うトロテック・Rubyソフトウェア

カットのパラメーター

木材のカットは、大きさの違う角丸の四角形を描いてテストします。3ｍｍ厚の木材の場合、強いレーザー出力で、スピードは2～5％の速さでテストカットします。徐々にスピードを遅くして希望のカット品質になるようにします。

パラメーターのデータ

レーザー・パラメーター（トロテック商材用）

木材のレーザー加工で、覚えておくべき項目

材料の準備

木材のレーザー加工では、粘着性のある粉塵が発生します。彫刻する材料にこのような粉塵が付着しないようにしなければなりません。それを防ぐ方法として、材料にマスキングテープを貼ります。マスキングテープを材料に貼ると短期的に表面を保護できます。マスキングテープを貼った材料の上から彫刻して、加工後は簡単に剥がせます。マスキングテープは大きなエリアをカットする際にも適しています。しかし、加工後に彫刻された沢山の小さなテープを剥がさなくてはいけないので、写真の彫刻やとても細かい彫刻には適していません。またマスキングテープは、PVCフリーの材料を選ぶと剥がしやすいでしょう。

正しいレンズ

木材のレーザーカットは、昇華プロセスになります。したがって、正確な焦点（フォーカス）の位置決めと正しいレンズの選択が重要です。レンズの選択では、彫刻とカットで区別します。彫刻の場合、データが細かければ細かい程、レンズの焦点距離を短くすることに注意してください。木材の彫刻では、ルールとして1.5“または2.0”レンズが適しています。カットの場合は彫刻と異なり、材料の厚さが重要になります。材料が厚ければ厚い程、焦点距離の長いレンズを使用します。例えば、厚さ３ｍｍの木材には2.0“レンズを、厚さ6ｍｍの木材には2.5“レンズを推奨します。

レンズについて詳しくはこちら↓

正しいレンズの選び方

彫刻ベッド上のトロテック・シリーズCO₂レーザーカッター・ヘッドのクローズアップ

エアアシスト（圧縮空気）

木材のカットではエアアシストの使用を特にお薦めします。レンズを保護するために口径の小さいノズル（ショートノズル）を使用します。さらにショートノズルを使うと、圧縮空気をカットのミゾに直接吹き付けることができます。その結果、ガスと粉塵がすぐに吹き飛ばされて、カットの質が比較的に向上します。

エアアシスト

クリーニング

ハードウェアと光学系部品をクリーニングすることは、木材加工で重要な要素です。それは木材に含まれている樹脂やオイルのために、木材の粉塵はとても粘着性が強いからです。またこの粉塵は機械本体に付着しやすいので、品質のよいレーザー加工には光学系部品のレンズやミラー、そして加工テーブルなどマシンの定期的なクリーニングが重要になります。

レーザー彫刻の粉塵対策：5つのヒント

トロテック・レーザー彫刻機 Speedy 400 flexx CO₂ デュアルレーザー光源付き

集塵機の適切な使用

木材の彫刻とカット中に発生した粉塵とガスを、トロテックの集塵脱臭装置で適切に排出しなければなりません。そこで集塵機を正しく使用することが重要になります。

集塵脱臭装置のお手入れ方法

集塵脱臭装置

※Atmos（アトモス）集塵脱臭装置についてのご紹介です。

スペシャルアプリケーション（応用加工）

木材のレリーフ彫刻

木材はレーザー加工でレリーフ彫刻するのに優れた材料です。レリーフ彫刻では、グラフィックデータのグレースケールがレーザー出力レベルに変換されて、3D彫刻を再現します。レーザー出力は比較的強いパワーを使い、パスを数回設定して繰り返し彫刻をします。また加工中の煙による残留物を取り除くため、彫刻したらエアアシストを使ってクリーニング用のパスを1,2度行います。

レリーフ彫刻について、詳しくは↓

レリーフ彫刻

木材の象嵌

木材の象嵌（象眼細工）もレーザー加工で人気の用途です。象嵌は、先ずベースの木材に模様などを刻みこんで、そこにカットした色や素材の異なる木材をはめ込んだ工芸品です。木材をはめ込んだ表面は平らで滑らかに作られます。はめ込む木材には通常べニアが使われます。正確にはめ込むために、はめ込み用の木材をカットする際は、レーザー光の幅、つまりカット幅の調整をしてください。要するにベースとなる木材の彫刻枠が少し大きくなります。