ダイオードレーザー：精密マーキング、彫刻、カットのガイド

• 定義：ダイオードレーザーは、電気を流すことで半導体ダイオードがレーザー光を発生させ、通常は青色光を放出します。
• 主な特長：コンパクト設計、省エネルギー性、高精度
• 用途：精密な表面彫刻、薄材のカット、各種材料への高コントラストマーキング
• メリット：コンパクト設計、省エネルギー性、長寿命 
• 制約：透明アクリルや透明ガラスの加工、および厚い材料のカットは行えません 

ダイオードレーザーは、電気を流すことでレーザー光を発生させる用途で、小さな電子部品（半導体ダイオード）を使用します。その後、レーザーは非常にエネルギー効率が高い青色光の波長でレーザー光を放出します。初期には趣味レベルのツールと評価されていたものですが、そこから大きく進化し、産業用途へと発展を遂げました。今日の産業用ダイオードレーザーは、製造業界からクリエイティブ産業に至るまで、マーキング、彫刻、カットの用途においてプロフェッショナルレベルの精度を提供します。

ダイオードレーザーは半導体材料を用いて光を発生させます。Speedy 100 crossシステムでは、各々約5.5Wの出力を持つ8個の単一発光ダイオードレーザーを組み合わせ、強力な40ワットのビームを生成します。これは、4つのエミッタ（直線状に配置）のナイフエッジ処理と、それぞれ4つのエミッタからなる2つの分岐を結合する偏光ビームコンバイナを用いて実現されます。偏光ビームコンバイナは、互いに直交する偏光を持つビームを1つの統合出力に結合します。 

その結果は？コンパクトで高効率なレーザー光源であり、優れたビーム品質と低拡散が特徴です。放出される光の波長は450nmで、可視光線の青色領域に該当します。波長がより短いことは、ダイオードレーザーが様々な材料とどのように相互作用するかに重要な役割を果たします。 

ダイオードレーザー装置の詳細

ダイオードレーザーは有機材料の加工や工業部品への恒久的なマーキング作成に優れています： 

• 工業用マーキング：ダイオードレーザーは、金属、プラスチック、および回路基板（PCB）への高解像度QRコード、製品トレーサビリティ用のシリアル番号、その他の詳細情報のマーキングに最適です。
  • 薄板材料のカット：ダイオードレーザーはカットとマーキングの両方に使用できますが、合板、紙、ボール紙などの薄い材料に限定されます。青色光波長のダイオードレーザーは、透明または透過性のアクリルや透明ガラス、または石材・陶磁器・金属などの厚い材料をカットできません。
  • 高コントラスト彫刻：高コントラストの材料の彫刻にはダイオードレーザーが非常に効果的です。ダークアクリル、皮革、木材、コルクなどの材料には、ブランディングやパーソナライズ用の彫刻などが容易に行えます。 

レーザーシステムを選択しようとする場合、様々な技術を目にします。さまざまな方式があるレーザー装置の中から、用途に最適なものを選ぶことは容易ではありません。ダイオードレーザーとCO2レーザーの根本的な違いは光源にあります： 

光化学的相互作用と熱的相互作用 

CO₂レーザーが材料加工に熱のみに依存するのとは異なり、ダイオードレーザーは光化学反応を引き起こすことができます。これらの反応は、光子が化学結合を切断する際に生じるもので、物質を著しく加熱することはありません。結果として、加工飛散物がほとんどなく熱影響部も生じない、鮮明で高コントラストなマーキングが実現します。紫外線のみ（熱ではなく）によって引き起こされる、皮膚の日焼けのようなものと考えてください。同様に、ダイオードレーザーはプラスチックや有機材料（プリント基板のソルダーレジスト層を含む）を焼損や溶融させることなくマーキングできるため、繊細な用途に最適です。 

ダイオードレーザー：

• 光源：青色光レーザーを生成する半導体ダイオードが使用される
• レーザー出力：CO2レーザーよりも低出力だが、それゆえに精密作業に最適
• 最適な用途：マーケティング用途のトレーサビリティ、パーソナライゼーション、および彫刻
• 投資：初期コストが低く、使用時のエネルギー効率が非常に高い 

CO2レーザー：

• 光源：CO2レーザーは、レーザー光を生成するガス充填管を使用する
• レーザー出力：ダイオードレーザーよりも高い
• 最適な用途：厚い材料のカット、透明ガラスとアクリルの加工
• 投資：初期コストが高く、消費電力も大きい 

精密マーキング、パーソナライゼーション、産業用トレーサビリティに重点を置き、中小規模のスループットを持つ企業にとって、ダイオードレーザーは、費用対効果と信頼性の実用的なバランスのとれた選択肢です。Speedy 100 crossなどの産業用グレードの装置では、プロフェッショナルな品質の仕上がりによってこれらの能力が実証されています。 

なぜ加工できる材料とそうでない材料があるのか 

材料がダイオードレーザーに適合するどうかは、その材料が450 nmの光をどれだけよく吸収するかに依存します。材料がこの波長に対して透過性を持つ場合、レーザーは単に材料を透過し、何の影響も与えません。 

効果的な材料には以下が含まれます： 

• 金属（例：ステンレス鋼を含むすべての鋼種）
• 多種のプラスチック
• 2層構造プラスチック（黒芯）
• 木材、紙、皮革など  

加工できない材料： 

• 透明アクリル（PMMA）無色ガラス  

加工に適さない材料： 

• 2層構造プラスチック（白芯） 

これらの材料は青色光を効果的に吸収しないため、CO₂レーザー加工の方が適しています。 

適合性のある材料の詳細なリストについては、材料の購入を確認してください

高品質ダイオードレーザー（トロテック製など）は、非常に長い動作寿命を誇り、通常25,000～50,000時間と評価されています。最適な条件下では100,000時間を超える可能性もあります。 

寿命を最大限に延ばし、投資を保護するため、産業用グレードの装置にはいくつかの重要な機能が組み込まれています： 

• 熱管理：推奨温度範囲内で動作させることで、部品の寿命が大幅に延長されます
• 環境保護：トロテックのInPack Technology™ のような技術は、敏感な光学部品や機械部品を粉塵や加工飛散物から保護し、生産環境において安定した性能を保証します
• 最小限のメンテナンス：ダイオードシステムはガスベースの代替品に比べて大幅にメンテナンスが少なくて済みます
• 効率：CO₂レーザーの約8％に対し、40％を超える電気効率（レーザー出力÷直流入力電力）。これにより運転コストが削減され、アクティブRPM制御式空冷システムは非常に静かになります。同出力の空冷式CO₂レーザーと比較して、少なくとも10 dB(A)の低騒音化を実現しています。 

青色光の波長により、ダイオードレーザーの使用には制限があります： 

• 透明な材料：透明ガラスや透明アクリルなどは、ダイオードレーザーにとって難しい材料です。透明な材料はダイオードレーザーの波長を吸収しにくく、彫刻やカットの仕上がりが不十分、またはまったく加工できない場合があります。
• 厚い材料：ダイオードレーザーは金属やその他の厚い材料のマーキングには優れていますが、これらの材料をカットすることはできません。 

レーザー操作全般において言えることですが、特に青色ダイオードレーザーのような可視光レーザーを使用する際には、眼の保護が不可欠です。したがって、使用している特定のダイオードレーザーの波長を遮断するように設計された専用の保護眼鏡を常に使用してください。適切な眼の保護具を着用せずに機械を操作しないでください。 

ダイオードレーザーの専門家に問い合わせる

現代の産業用ダイオードレーザーは、要求の厳しい生産環境に適した精密工具へと成熟しました。これらは特に以下を必要とする用途に適しています： 

• 高精度工業部品のマーキング
• 製品のシリアル化とQRコードによるトレーサビリティ
• パーソナライズ・カスタマイズサービス 

これらの用途を中心とした作業においては、広い加工エリアとRuby®ソフトウェアを統合した40ワットのSpeedy 100 crossのような産業用ダイオードレーザーが、精度、信頼性、作業効率を実用的に兼ね備えたソリューションとなります。