レーザー彫刻機

レーザー彫刻機とは、レーザー発振器を用いてさまざまな材料に文字や図を刻印できる加工機です。レーザー光が加工物の表面に熱を与えることで、素材を融解、燃焼させ、溝を掘ることができます。

レーザー彫刻機の応用は広く、プロダクトデザイン、工芸、広告、装飾、建築、医療などの分野で使用されることが多いです。特に、3Dプリンターと組み合わせることで、立体物の加工もできます。

今回の記事では、レーザー彫刻機とはどのようなものか、その種類と選び方、おすすめのメーカーをご紹介します。

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レーザー彫刻機の種類

レーザー彫刻機は、大きく分けると5つの種類があります。

種類によって彫刻に適している素材が異なるので、貴社が加工したい素材にあわせてレーザー彫刻機の種類を選ぶことが重要です。

CO2レーザー彫刻機

CO2レーザー彫刻機は、基本波長（1064ナノメートル）のレーザーを発振し、10.6マイクロメートルと9.6マイクロメートルのふたつの波長を中心に、9.2-10.8マイクロメートル程度の長い波長の赤外光を発生させることができます。

エネルギー効率が良く、高出力で加工できることが特徴で、透明な素材や金属など多くの素材に対応できます。

CO2レーザー彫刻機の強みは、以下のような点が挙げられます。

一方で、光を反射する素材（アルミニウムなど）に対しては効果が低かったり熱伝導率の高い素材（金属や木材など）に対しては熱伝導率低下や表面処理不足などの問題が発生することがあるので、注意が必要です。

CO2レーザーは、高出力・高品質・高速度なパルス発振式のレーザーで、金属やプラスチックなどの硬い素材にも対応で、特に半導体製造や医療機器などの分野で広く利用されています。

ファイバーレーザー彫刻機

ファイバーレーザー彫刻機は、光ファイバー通信技術を応用したアクティブファイバーと呼ばれる共振媒体によってレーザー光を増幅し、ビームスポットが非常に小さくなります。

ファイバーレーザー彫刻機のメリットは以下の通りです。

このレーザー彫刻機は、切断加工や印字、マーキング、溶接などの産業用途に広く使用されています。

通常のレーザー加工機より省エネであり、長寿命でメンテナンスも楽です。

ファイバーレーザーは紙や布などの柔らかい素材にも対応できるため、写真や絵画などのデザイン加工や印刷で使用されることが多いです。

YAGレーザー彫刻機

YAGレーザー彫刻機は、 YAG（Yttrium Aluminum Garnet）という結晶体を発振媒体として使用するレーザー彫刻機
です。

YAGレーザーは、波長1064ナノメートルの近赤外線レーザーであり、高い出力と優れた熱伝導率を有しています。

このため、金属やガラスなどの硬質な素材から、木材や布などの柔らかい素材まで、幅広い素材への彫刻が可能となっています。

YAGレーザー彫刻機の強みは、以下のとおりです。

YAGレーザーは金属、ガラス、木材、布、プラスチックなど、幅広い素材への彫刻に対応しています。

特に、医療機器や自動車部品などの分野で利用されています。

超短パルスレーザー彫刻機

超短パルスレーザー彫刻機は、パルス幅が数百ピコ秒から数ナノ秒のレーザー光を用いたレーザー彫刻機です。

このレーザー彫刻機はエネルギー密度が高く、瞬間的に高温を発生させることができます。

そのため、従来のレーザー彫刻機では困難であった、金属やガラスなどの硬質な素材への彫刻や、微細な彫刻が可能となっています。

超短パルスレーザー彫刻機の強みは、以下のとおりです。

超短パルスレーザーは、非常に高出力・高品質・高速度なパルス発振式のレーザーで、金属やプラスチックなどの硬い素材にも対応可能です。主に半導体製造や医療機器などの分野で広く利用されています。

UVレーザー彫刻機

UVレーザー彫刻機は、波長が380〜400ナノメートルの紫外線レーザーを用いたレーザー彫刻機です。

紫外線レーザーは、可視光線よりも短い波長を有しており、高いエネルギー密度を有しています。

このため、従来のレーザー彫刻機では困難であった、プラスチックや木材などの非金属素材への彫刻や、微細な彫刻が可能となっています。

UVレーザー彫刻機の強みは、以下のとおりです。

UVレーザーは、紙や布などの柔らかい素材にも対応できますが、金属などの硬い素材にはあまり向いていません。

写真や絵画などのデザイン加工や印刷に適しています。

レーザー彫刻機を活用するメリットとデメリット

レーザー彫刻機と同じように精密なマーキングやカットを可能にする機械はいくつかありますが、ウォータージェットカッターやプラズマカッターなどと比べると、レーザー彫刻機にはメリットとデメリットがいくつか存在します。

ここでは、それぞれのメリットとデメリットを比較します。

レーザー彫刻機を活用するメリット

レーザー彫刻機は、他の彫刻機と比べて以下のメリットがあります。

非接触で加工できること

レーザー彫刻機は非接触で加工が可能です。

そのため、以下のようなメリットを享受できます。

特に精密工業での小さな部品製造、アート作品や装飾品の製作、木工業での繊細なデザイン彫刻、ガラス製品の精密加工、革製品のパターン彫刻など、多岐にわたる業種や素材で活躍します。

細かい刻印ができること

レーザー彫刻機は他の彫刻機と比べて細かい刻印が可能です。

そのため、特に木材、プラスチック、金属、ガラス、皮などで精密な加工を再現性高く実現できます。

レーザー彫刻機は特に以下の分野で力を発揮します。

複数の加工物を処理できること

レーザー彫刻機は一度に複数の加工物をマーキングできるため加工効率が非常に高く、一貫した生産制度を保ちながら時間と工数を大幅に削減できます。

ウォータージェット加工機などであれば、一度の加工にひとつの対象物しか加工できず、レーザー彫刻機のような高効率は実現できません。

他の彫刻機とは違い、レーザー彫刻機であれば大量生産やカスタマイズされた製品のバッチ生産（名前入りギフトなど）、シリアルナンバーや識別マーキングの刻印も可能です。

レーザー彫刻機を活用するデメリット

一方で、レーザー彫刻機には以下のようなデメリットもあるため、注意が必要です。

厚い素材は加工が難しいこと

レーザー彫刻機は厚い素材の加工が苦手です。

レーザーの特性上、出力を挙げすぎると素材を傷めてしまうリスクがあるため出力を一定以上に上げづらいほか、レーザー照射による加工範囲が狭いことが要因です。

このため、レーザー彫刻機で加工できる素材はどうしても限られてしまったり、加工の深さが限られてしまいます。

例えば、厚い金属や木材、プラスチックやアクリルなどの素材では、それぞれ以下の厚さまでの加工が適していて、これ以上厚い場合は設計通りに加工できない可能性があります。

反射率の高い素材には不向きであること

レーザー彫刻機が素材を加工する際、レーザーが素材に吸収されることで素材が加工されます。

反射率が高い素材の場合、レーザーが吸収されるのではなく反射されてしまうため、素材の加工が難しくなります。

反射率が高い素材を加工する場合、レーザーが操作者や周囲の人々に向かって反射されてしまうリスクがある他、加工できたとしてもその品質は下がる可能性が高いです。

反射率の高い素材として、以下のものが挙げられます。

逆に、マットな表面や暗色の素材はレーザー彫刻機での加工に適しています。

ここまで、ほかの彫刻機と比べてレーザー彫刻機を使用するメリットとデメリットを解説しました。次のセクションでは、貴社に最適なレーザー彫刻機の選び方を解説します。貴社の工場や扱う素材に適したレーザー彫刻機をお探しの方は、ぜひ次のセクションに読み進めてください。

最適なレーザー彫刻機を選ぶ上で比較すべき5つの項目

貴社に最適なレーザー彫刻機を選ぶには、以下の5つの項目を比較・検討する必要があります。

加工する素材

レーザー彫刻機の種類によって得意としている素材が異なります。

そのため、まずは貴社で加工したい素材を確認する必要があります。

素材に対して相性の良い彫刻機を選択しないと、思わぬ事故が起きたり加工精度が下がったりする可能性があります。

各レーザー彫刻機は、それぞれ以下の素材の加工を得意としています。

貴社で加工する素材と照らし合わせて、最も適している種類をピックアップしておくことがおすすめです。

レーザー出力

レーザー彫刻機のレーザー出力を調整することで、以下の点が変動します。

レーザー出力が上がると加工の速度や精度が上がるので、効率的に的確な加工を実施できます。

一方で、出力が上がると加工する素材が傷みやすくなったりエネルギー密度が落ちることで加工精度が落ちたりします。

逆に、レーザー出力が低いと加工速度や精度は落ちてしまいますが、素材へのダメージが少なく済んだりエネルギー密度の低下を防げたりするというメリットもあります。

素材や必要な加工に対して、適切な出力調整ができるレーザー彫刻機を選択することがおすすめです。

レーザー波長

レーザー彫刻機のレーザー波長が変動することで、以下の点が変動します。

レーザーの波長が長いと素材へのレーザー浸透率が高くなり、より深い加工ができるようになります。また、様々な色の加工ができるようになります。

一方で、レーザーの波長が長いとエネルギー密度が低く、厚みのある素材の加工が難しくなるので注意が必要です。

逆に、波長が短いとレーザーのエネルギー密度が高くなり、厚みがある素材への加工が可能になります。素材へのレーザー浸透率低下や色の表現が難しくなるので、特に繊細な色を活用した加工が必要な場合は注意が必要です。

レンズ焦点距離

レンズの焦点距離が変動すると、以下の要素が変動します。

レーザーの焦点距離が遠いとレーザー光の集光度が上がるため、彫刻や切断の精度が上がります。一方で、加工速度が落ちたりレーザー光の拡散が発生しやすいので、注意が必要です。

逆にレーザーの焦点距離が近いとレーザー光の集光度が低下します。加工精度は落ちますが、その分加工速度が上がったりレーザー光の拡散が起きづらくなるメリットがあります。加工精度とか高速度のどちらを優先させるか決めてからレーザー彫刻機の選定をすることがおすすめです。

スキャン速度

レーザー彫刻機のスキャン速度によって、以下の要素が変動します。

レーザー加工の速度を上げると、代償として素材が受けるレーザーの熱影響が上がります。また、加工精度も落ちてしまうので、注意が必要です。

一方でレーザー加工の速度が落ちると、熱影響範囲が小さくなり、加工対象が傷みづらくなるほか、加工精度も上がります。ただし、加工効率は落ちてしまうので、速度を優先させたい場合は一定の精度低下を認識しておく必要があります。

ここまで、レーザー彫刻機を選ぶ際に比較すべき5つの項目を解説しました。次のセクションでは、具体的におすすめのメーカーをご紹介します。

レーザー彫刻機を製造するおすすめのメーカー

レーザー彫刻機は、自動車部品や電子基板のマーキングから、医療機器や食品包装への印字まで幅広い分野で利用されています。ここでは、信頼性と技術力に優れた代表的なメーカーを紹介しますので、導入の参考にしてください。

JET-Globalに問い合わせる

※JET-Globalの問い合わせフォームに遷移します。
一部の会社とは正式な提携がない場合がありますが、皆さまに最適なご案内ができるよう努めています。

• キーエンス / KEYENCE
• パナソニック インダストリー / Panasonic Industry
• 日立産機システム / Hitachi Industrial Equipment Systems
• ブラザー工業 / Brother
• アマダウエルドテック / AMADA WELD TECH

※クリックで各メーカーの詳細に飛びます。

キーエンス / KEYENCE

キーエンスは、3軸制御と内蔵カメラによる自動補正機能を持ち、安定した高精度マーキングを提供しています。

代表的な製品には「MD-X シリーズ」「MD-F シリーズ」「MD-U シリーズ」「ML-Z シリーズ」があります。段差や曲面でも位置ずれ・焦点ずれを自動補正できる点が特徴です。

導入事例としては自動車部品の金属深彫り刻印、電子基板の2次元コード刻印、医療機器の識別マーキングなどが挙げられます。

パナソニック インダストリー / Panasonic Industry

パナソニック インダストリーは、ショートパルスFAYb技術を採用し、高精細かつ熱影響の少ない印字を可能にしています。

代表的な製品は「LP-ZV シリーズ」「LP-RH シリーズ」です。1nsクラスのショートパルスと3D制御によって微細加工と深彫りを両立できる点が評価されています。

導入事例には自動車鋳造部品への深彫り印字、樹脂筐体・フィルムへのマーキング、食品包装への非接触印字などがあります。

日立産機システム / Hitachi Industrial Equipment Systems

日立産機システムは、自社開発のCO2レーザーマーカーに加え、グループ企業の幅広いラインアップを提供しています。

代表的な製品は「LM-C301 シリーズ」やグループ製品の各種ファイバ/UV/YVO4レーザーマーカーです。食品・樹脂から金属まで幅広い用途を国内保守網でサポートできる点が強みです。

導入事例として食品パッケージへの賞味期限印字、プリント基板の2次元コード刻印、紙器や段ボールへのロゴ印字があります。

ブラザー工業 / Brother

ブラザー工業は、産業印字全般に対応し、操作性と周辺機器との統合を重視したレーザーマーカーを提供しています。

代表的な製品は「LM-3200F」「LM-3250F PC」「U510」です。プリンティング分野のノウハウを活かした操作性と多様な選択肢を持つ点が強みです。

導入事例には食品外装箱・ラベルの印字、樹脂や金属筐体の刻印、電子部品への微細マーキングなどがあります。

アマダウエルドテック / AMADA WELD TECH

アマダウエルドテックは、微細加工分野に特化し、多波長レーザを駆使した高精度マーキングを提供しています。

代表的な製品は「ML-9011A」をはじめとする各種レーザーマーキング装置です。医療・電子分野における微小文字や高コントラスト刻印に強みを持つ点が評価されています。

導入事例として医療機器のUDIマーキング、電子部品への微細刻印、金属薄板・貴金属への低熱影響マーキングがあります。