レーザー加工機

レーザー加工機は、従来の加工機と比較すると非接触で精密な加工が可能でありながら、50倍以上の速度で加工を実現します。微細な部分や複雑な形状も可能な上に熱影響が少ないため、材料の変形や歪みを極力抑えることができます。

しかし、加工目的や素材に合うレーザー加工機を選ばなければ、思うような加工ができなかったり危険な事故につながってしまう可能性があります。

投資以上のリターンを得られるよう、この記事ではレーザー加工機とは何か、その種類と木材や金属など素材との相性、貴社に最も合うレーザー加工機の選び方を解説し、厳選したおすすめのレーザー加工機メーカーを紹介します。

レーザー加工機とは？

レーザー加工機とは、高エネルギーのレーザービームを活用して様々な材料を切断、彫刻、マーキング、ドリリング、溶接といった加工を行う装置のことです。このレーザービームは、特定の波長の光を放出する物質（ガスや結晶、ファイバーなど）にエネルギーを供給することで生成されます。

旋盤など他の加工機と比較して、レーザー加工機には以下の特徴があります。

レーザー加工機は高精度な加工を実現するため、以下の要素から成り立っています。

6種類の加工方法の特徴と違い、加工例

レーザー加工機は、その名の通りレーザーを使用した加工技術を提供しますが、その活用方法や特性は一つではありません。実際には、用途や材料、加工の目的に応じて、多様なレーザー加工方法が存在します。

本セクションでは、レーザー加工機での主要な6種類の加工方法について、その特徴や違い、そして具体的な加工例を解説していきます。

レーザー切断

レーザー切断は、高出力のレーザー光を利用して、金属板や木材、プラスチックなど様々な材料を切断する高度な加工技術として知られています。

具体的な用途としては、金属板の切断において、主に自動車産業や航空宇宙産業での部品製造で利用されることが多いです。また、非金属材料（木材やプラスチック、アクリル板、布など）の切断にも使用されます。さらに、電子部品の微細な形状の切断において、高い精度が求められる場面での活用も見られます。

レーザー切断ができるレーザー加工機にもいくつか種類があります。CO2レーザー加工機は非金属材料の切断に特に適しており、ファイバーレーザー加工機は金属の高速・高精度切断に最適です。

一方、Nd:YAG（ネオジムヤグ）レーザー加工機は主に金属の切断や溶接に使用されます。しかし、UVレーザー加工機やフェムト秒レーザー加工機は、大規模な切断作業には向いていないので注意が必要です。

各レーザー加工機については次の章で解説しているので、気になる方はこちらもご覧ください。

レーザー彫刻・エッチング

レーザー彫刻・エッチングは、レーザー光のエネルギーを利用して、材料の表面を微細に加工する技術として広く利用されています。この技術の大きな特長は、精度高く微細なディテールや複雑なデザインの再現が可能であることです。

具体的な用途としては、名前やロゴ、特定のデザインを商品やギフトに彫刻する際や、製品にシリアル番号やバーコードをエッチングする場面での利用が挙げられます。また、ジュエリーや装飾品、皮革製品などのデザイン彫刻にも使用されます。

彫刻・エッチングを行う際の最適な機械としては、CO2レーザー加工機、ファイバーレーザー加工機、UV レーザー加工機などが挙げられます。

それぞれの機械は特定の材料や用途に特化しているため、実際の加工要件や材料に応じて適切な機械を選択することが必要となります。

一方、Nd:YAGレーザー加工機やフェムト秒レーザー加工機は、彫刻・エッチングの一般的な用途には向いていないので、注意が必要です。

レーザーマーキング

レーザーマーキングは、レーザーの熱エネルギーを利用して、材料の表面に恒久的な印を施す技術として知られています。この技術により、材料の表面が焼成、融解、または変化することで、明瞭なマークが形成されます。

具体的な用途としては、製品にシリアル番号やバーコード、QRコードをマーキングすることや、医療機器のトレーサビリティのための情報、自動車部品や電子部品の製造情報をマーキングする際に使用されます。

マーキングを行うにあたって最適な機械として、ファイバーレーザー加工機やNd:YAGレーザー加工機、UVレーザー加工機などがあります。一方、CO2レーザー加工機やフェムト秒レーザー加工機は、特定の材料や用途には適しているものの、一般的なマーキング作業には向いていない点に注意が必要です。

レーザードリリング

レーザードリリングは、レーザービームの力で材料に小さな穴を開けるための先進的な技術です。この方法の最大の利点は、非常に微細な穴を迅速に、かつ高精度で形成する能力にあります。

具体的な利用例として、ガスタービンブレードの冷却孔、電子基板のマイクロビア、医療用カテーテルなどが挙げられます。

レーザードリリングに最適な機械としては、Nd:YAGレーザー加工機、UVレーザー加工機、フェムト秒レーザー加工機が特に推奨されます。それに対して、CO2レーザー加工機やファイバーレーザー加工機は、特定の用途や材料には適していない場合があります。

レーザードリリングを実施する際は、使用する材料、穴のサイズや深さ、そして目的に応じて、適切なレーザー加工機の選定が不可欠です。

レーザーアブレーション

レーザーアブレーションは、レーザービームの特性を活用して、材料の表面から微細な粒子を効果的に除去する技術です。

具体的な用途として、医療分野での眼科手術やタトゥーの除去、半導体製造時のウェハーや基板からの不要な材料の除去、そして材料研究の際のサンプル前処理などが考えられます。

レーザーアブレーションに最適な機械としては、UVレーザー加工機、フェムト秒レーザー加工機、Nd:YAGレーザー加工機が推奨されます。一方、CO2レーザー加工機やファイバーレーザー加工機は、特定の用途や材料には適さない場合があります。

レーザー溶接

レーザー溶接は、高エネルギーを持つレーザービームを活用して、複数の部材を結合する先進的な加工方法です。

この技術の基本的な原理は、レーザービームが材料に焦点を当てることで極度の高温を生じさせ、それにより材料が融解することです。そして、この融解した部分が冷却・固化することで、部材同士が強固に結合されるのです。

実際の用途としては、自動車業界での車体やエンジン部品の結合、電子機器での微細部位の結合、医療機器の組み立てや修復などが考えられます。

レーザー溶接に適している機械として、ファイバーレーザー加工機、Nd:YAGレーザー加工機、そしてCO2レーザー加工機があります。それに対して、UV レーザー加工機やフェムト秒レーザー加工機は、主に微細加工や表面加工に特化しており、一般的な溶接作業には向いていません。

5種類のレーザー加工機とできること

レーザー加工機は、使用するレーザーの種類や特性によって、さまざまな種類が存在します。それぞれのレーザー加工機は、独自の特徴や用途を持ち、産業界の様々なニーズに応えています。

ここでは、5種類のレーザー加工機とその特徴、得意な素材や加工を解説します。

CO2レーザー加工機

CO2レーザー加工機は、CO2ガスを利用したレーザー発生源を持ち、特に非金属材料の加工に威力を発揮します。このレーザーは、CO2ガスを励起することでレーザーを生成し、その波長は約10.6マイクロメートルと赤外線領域に位置します。

この特性から、木材、アクリル、プラスチック、ガラス、ペーパー、カーボンコンポジット、皮革、繊維など、多くの非金属材料に吸収されやすく、効果的な加工が可能です。一方、金属や一部の透明なプラスチックは、波長の関係で吸収されにくく、加工が難しい場合があります。

他のレーザー加工機と比較するとCO2レーザーは初期コストが低く、非金属の加工の切断やエッチングの他、溶接に特化しています。しかし、金属加工や超高精度加工には、ファイバーレーザーやNd:YAGレーザー、フェムト秒レーザーなど、他のタイプのレーザーが適しています。

CO2レーザー加工機には以下の種類と特徴があります。

ファイバーレーザー加工機

ファイバーレーザー加工機は、希土類ドープされたファイバーを用いてレーザーを生成する機械です。このレーザーの波長は約1.07マイクロメートルと赤外線領域に位置し、特に金属材料に良く吸収される特性を持っています。

細かいマーキングや微細加工が得意で、変換効率も高いため、エネルギーを無駄にしません。また、その構造上、移動部が少なく、メンテナンスが容易です。

金属部品のカットや彫刻、マーキングなど、特に金属材料の加工に強みを持つファイバーレーザーですが、透明なプラスチックやガラスなど、一部の非金属材料の加工には向いていません。

金属加工にはファイバーレーザー、非金属や透明材料の加工にはCO2レーザー、そして超高精度加工にはフェムト秒レーザーやピコ秒レーザーが適しています。

Nd:YAGレーザー加工機

Nd:YAGレーザー（ネオジムヤグレーザー）加工機は、ネオジムドープされたイットリウムアルミニウムガーネット結晶を用いてレーザーを生成する機械です。このレーザーの波長は約1.06マイクロメートルと赤外線領域に位置し、特に金属材料に良く吸収される特性を持っています。

そのため、金属部品の微細加工やマーキング、石やセラミックスの彫刻、金属の溶接や接合などを扱う作業に適しています。

例えば、Qスイッチングによる高ピークパワーのパルスを生成するQスイッチNd:YAGレーザーは、微細加工や高品質な溶接に適しています。

しかし、透明なガラスやプラスチック、一部の非金属材料の加工には向いていません。大面積の切断や彫刻にはCO2レーザー、金属の大量加工にはファイバーレーザーが適しています。

UVレーザー加工機

UVレーザー加工機は、紫外線領域の波長を持つレーザー加工機です。この領域は200ナノメートルから400ナノメートルの間であり、典型的には355ナノメートルや266ナノメートルの波長を持つ機種が主流です。

UVレーザーの最大の特徴は、冷加工が可能であることです。これは、UVレーザーの光が材料の表面に吸収されて急激に気化するため、熱影響領域が非常に小さくなるためです。

UVレーザーは、透明なプラスチックやガラス、セラミックス、薄い金属膜、生体組織などの微細加工に適しています。

特にプリント基板の微細加工や液晶ディスプレイの修正、生体組織の切断や彫刻（例えば眼科手術）など、高精度が求められる用途に利用されます。

その一方で、厚い金属や大きな面積の切断には向いていません。

フェムト秒レーザー加工機

フェムト秒レーザー加工機は、極端に短いパルス幅を持つレーザー光を放射する機械で、1フェムト秒は10の-15乗秒と非常に短い時間を示します

この特性により、材料に対する熱影響が極端に少なく、超微細かつ正確な加工が可能となります。

フェムト秒レーザーは、金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、生体組織など、幅広い材料の微細加工に適しています。特に高精度な微細加工や医療機器の製造、複雑な3D構造の彫刻などの用途に利用されます。一方、大面積の加工や厚い金属の切断には向いていません。

ほかの種類の加工機と比べたメリット・デメリット

レーザー加工機は、その高い精度と速度で広く受け入れられてきました。特に、伝統的な加工方法や他の種類の加工機と比較して、数々のメリットを持つ一方で、一部の特定の用途や状況においてはデメリットも存在します。

レーザー加工機のメリット

レーザー加工機が多くの産業で選ばれる理由は、その数々のメリットに起因しています。その要因として挙げられるのが以下の3点です。

従来の加工方法にはない特性や能力を持ち合わせており、これにより製造プロセスが劇的に変わる場合も少なくありません。

特に、高精度・高速加工の要求が厳しい現代の製造業界において、レーザー加工機の利点は大きく、その価値はますます高まっています。以下、その主要なメリットについて詳しく探ります。

高精度な加工、高速な加工が可能

レーザー加工の最も注目すべき特性の一つは、その高い精度にあります。レーザービームは非常に微細な焦点を持つため、細かいパターンや複雑な形状の加工が可能となります。

特に、複雑な形状や細かいデザインが要求される製品の場合、短時間での加工が実現できることは大きなメリットとなります。

部品が摩耗しないので工具の交換頻度が低い

従来の加工技術、使用される工具や刃物は摩耗してしまうため、工具の性能が低下し、加工精度が変動する可能性が出てきます。それを防ぐために、工具や刃の交換などのメンテナンスが必要でした。

しかし、レーザー加工機は非接触加工を実現しているため、他の加工機と比べてメンテナンスや交換が必要な部品が少なく、メンテナンス頻度が低いです。

さらに、工具の摩耗による加工品質の変動がないため、一貫した高品質な製品を生産することが可能です。これは、特に高精度な加工が求められる産業や、一貫性と再現性が重視される分野での利用価値が高まります。

部品の摩耗がないことのメリットは、生産コストの削減だけでなく、安定した品質の維持やダウンタイムの削減など、製造プロセス全体の最適化に貢献しています。

加工の柔軟性が高い

レーザー加工機は金属から非金属まで対応できる上、レーザー照射位置を自由に調整できる柔軟性を持ち合わせています。

その加工能力と精度の高さから様々な分野での使用が広がっています。特にエンジニアの方々が扱う難解なデザインや特定の要件を持つ加工物において、レーザー加工機はその真価を発揮します。

自動車のバンパーやフロントグリル、ヘッドライトなどの外装部品やICチップやプリント基板などの加工に使われます。

レーザー加工機のデメリット

レーザー加工機は数多くのメリットを持ちますが、その一方で一部の課題やデメリットも存在します。特定の材料や加工条件、または経済的な側面での制約は、レーザー加工の適用範囲や効果を制限することがあります。

相性が悪い素材がある

レーザー加工は多くの材料に対して高精度で高速な加工を実現できる一方、一部の材料には適していない場合があります。特に、レーザーの波長によっては、光を反射したり吸収しなかったりする材料が存在します。

以上のように、レーザー加工機を使用する際は、加工する材料の特性やレーザーの波長、出力などの条件を慎重に検討する必要があります。

厚い材料の加工に制限がある

レーザー加工機は、精密な加工が可能である反面、厚い材料の加工ではその性能を完全に発揮することが難しいです。

厚い材料の加工に関して、レーザー加工機には明確な制約が伴います。そのため、これらの材料に対する加工を検討する際には、ウォータージェット加工や機械的加工など、他の加工方法を選択することで、より高い効果を期待できる場合があります。

コストが高い

レーザー加工機の導入や使用に関連するコストは、大きな障壁となることがあります。

一方で、レーザー加工機は、高精度かつ高速での加工を実現するため、そのコストに見合った価値を持っています。企業や個人がレーザー加工機を導入する際は、予算や使用目的を考慮する必要があります。

レーザー加工機の選び方・見るべき7つのポイントを解説

レーザー加工機の導入を検討する際、適切な選択をすることは非常に重要です。そのための選択基準は、単に価格やブランド名だけでは十分ではありません。

加工機を最大限に活用し、長期的な投資としての価値を得るためには、具体的な使用目的や要求される性能を基に、様々な要因を総合的に考慮することが必要です。

加工する方法

加工方法にあわせてレーザー加工機を選ぶと、加工効率や加工品質が上がります。

例えばマーキングや切断が得意なファイバーレーザーでアクリルのエッチングをした場合、灰色や黒色に変色する可能性があります。

また、ファイバーレーザーで2ミリメートル程度の金属切断をする場合、およそ300ワットの出力で足ります。一方で高出力CO2レーザーの場合、500ワットもしくはそれ以上の出力が必要になり、エネルギーの使い方が非効率になります。

加工する素材

レーザー加工機を選定する際、加工対象となる素材の特性や要求される加工品質を鑑みることは非常に重要です。素材にマッチしたレーザー加工機を選択することで、高い生産効率や安全性を実現できます。

例えばCO2レーザー加工機で金属を切断しようとすると、ファイバーレーザーで切断する時と比べて6倍以上遅いことがあります。

逆にNd:YAGレーザーで木材を切断しようとすると必要以上にエネルギーが吸収されるので、焦げや煙が多く発生します。発火するリスクもあるので、必要以上に素材を傷つけたり火災のリスクが上がったりします。

また、適切なレーザー加工機を選択するとレーザー加工機自体の寿命が伸びます。逆に、不適切な機械や条件での加工は、設備への過度な負担をもたらし、その寿命を短縮させる可能性があります。

また、不適切なレーザータイプの使用は、素材の損傷や変色を引き起こすリスクがあるので注意が必要です。

加工速度

レーザー加工機を選定する際、加工速度は非常に重要な要素となります。それは、加工速度が生産効率やスループット、さらには加工品質の均一性と一貫性に直接関わるからです。

高速レーザー加工機を採用することで、生産効率を大幅に向上させ、大量生産を実現することが可能となります。これにより、労働コストの削減や生産効率の向上が期待できます。

加工の品質

レーザー加工機を選定する際、加工の品質は極めて重要な要素となります。これは、品質が最終製品の信頼性や寿命、さらには外観に深く関わるためです。高品質の加工が必須とされる場面では、適切なレーザー加工機の選定が欠かせません。

レーザー出力の強さ

レーザー加工機を選定する際、レーザーの出力の強さは極めて重要な要素となります。出力の強さは、加工のスピードや深さ、そして加工する材料の種類に直接影響を与えるからです。

予算に合った価格

予算の範囲内で最も効果的な設備を選ぶことで、初期投資はもちろん、長期的な運用コストや効率を向上できます。予算の制約の中で最適な選択をすることで、維持・運用コストやダウンタイムのリスクを最小限に抑えることが可能です。

駆動系が動く方向とその制御能力

レーザー加工機の駆動系の動きと制御能力は、その性能や多様性を大きく左右します。

これらの要因は、加工の精度や範囲、そして機械の柔軟性に直結しており、正確な方向制御と高い制御能力によって、複雑な形状や様々な材料の加工が可能となります。適切な駆動系を選択することで、材料の無駄を減少させ、効率や正確性の向上ができます。

以上がレーザー加工機を比較する上で必ず比較すべきポイントです。この7つのポイントを踏まえて、レーザー加工機を製造するおすすめのメーカーをご紹介します。

自社の用途に最適なレーザー加工機メーカーをお探しの方は、ぜひこのままご覧ください。

業務用レーザー加工機のメーカー

レーザー加工機の市場は、多種多様なニーズに応えるための高度な技術と独自の機能を持つ製品群で賑わっています。世界中の多くのメーカーが、革新的な技術と優れた製品を提供しており、それぞれのメーカーが持つ特色や強みによって、業界は日々進化を続けています。

今回は、国内外を代表する業務用レーザー加工機の製造メーカーに焦点を当て、それぞれの特徴や提供する製品の概要についてご紹介いたします。

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。

• アマダ / AMADA
• 三菱電機 / Mitsubishi Electric
• ヤマザキマザック / Yamazaki Mazak
• 小池酸素工業 / Koike Sanso Kogyo（KOIKE）
• ディーエムジー森精機 / DMG MORI

※クリックで各メーカーの詳細に飛べます。

アマダ / AMADA

アマダは独自のLBC（Locus Beam Control）技術を活用し、装置・自動化・ソフトを一体で提供できる総合力を強みとしています。

代表機種のVENTIS-AJはLBCを搭載し、高速かつ高品位の切断と歩留まり向上を実現します。LBCにより加工効率と品質を同時に高められる点が特徴です。

導入事例にはProtektor Group UK LtdやJ&D Pierce (Contracts) Ltdがあり、グローバルに活用が広がっています。

三菱電機 / Mitsubishi Electric

三菱電機は、レーザ発振器からCNC・制御まで自社で垂直統合した高信頼アーキテクチャを持ち、安定稼働と長期的な信頼性に優れています。

主力機種にはVZ20（3Dレーザー加工機）やGX-F ADVANCED（ファイバーレーザ切断機）があります。レーザと制御を自社開発で一体最適化し、省エネ性能と稼働安定性を兼ね備えている点が特徴です。

ヤマザキマザック / Yamazaki Mazak

ヤマザキマザックは、自社発振器とMAZATROL系CNCを搭載し、周辺自動化も含めたトータルソリューションを提供しています。

主力製品はOPTIPLEX NEO シリーズで、厚板加工から多品種小ロット生産まで幅広く対応可能です。自社CNCと発振器、そして自動化を統合することで生産効率を最大化できる点が魅力です。

導入事例としてはKinninger Custom Fabrication、Kloeckner Metals、Tata Steel Mexicoなどが挙げられます。

小池酸素工業 / Koike Sanso Kogyo

小池酸素工業は、厚板や大型母材の切断技術に強みを持ち、ガス、プラズマ、レーザーなど多様なプロセスを提供します。

主力製品はFIBERTEX Zeroで、大型構造物や重厚板の加工に対応します。重厚板や大寸法の高精度切断に特化しており、産業現場での支援体制が充実している点が魅力です。

導入事例にはEC Pratt（米国）があり、国際的な実績を誇ります。

ディーエムジー森精機 / DMG MORI

ディーエムジー森精機は、DEDハイブリッド技術により積層造形と5軸切削をワンチャックで統合し、加工プロセスの効率化を実現しています。

代表機種はLASERTEC 65 DED hybridで、積層と切削を組み合わせた先進的な加工を可能にします。加工の一体化によって段取りやリードタイムを短縮し、高付加価値部品の生産を支援できる点が強みです。