レーザーカッターの種類と比較方法、おすすめのメーカー4社を紹介

最終更新日：2024年9月13日

多種多様な商品が販売されるようになり、商品の加工技術の向上も求められています。硬い材質から柔らかく繊細な材質まで、様々な材質の加工が必要で、これまでの材質を直接切断する方法では対処が困難になっています。

そのため、現在レーザーカッターが注目されています。レーザーカッターは非接触で材質を加工するため、繊細な商品にも対応できます。また、レーザーの種類や強さによって、硬い材質も加工が可能です。

この記事ではレーザーカッターの基礎知識から選定時のコツまで解説します。加工技術について悩んでいる方は解決のヒントになるので、ぜひ最後まで読んでください。

5種類のレーザーカッターと特徴

主なレーザーカッターの種類は以下の5種類です。

CO2レーザーカッター
YAGレーザーカッター
ファイバーレーザーカッター
ディスクレーザーカッター
半導体レーザーカッター

それぞれの特徴を解説します。

CO2レーザーカッター

CO2レーザーカッターは、炭酸ガスを利用したレーザー光源を使用する切断機です。このタイプのレーザーは、主に波長が約10.6マイクロメートルの赤外線領域で発振します。

多様な材料を精密にカットする能力があり、特に非金属材料の加工に最適です。工業用途だけでなく、広告、デザイン、教育など多岐にわたる分野で活用されています。

CO2レーザーカッターの強みは以下の通りです。

プラスチック、木材、ガラス、アクリル、紙、布など、多様な非金属材料を精密にカット可能
レーザーカットは非接触加工であるため、材料の変形や破損が少なく、非常にきれいで精密なカットが可能
従来の機械加工に比べて加工スピードが速く、大量生産にも対応可能

CO2レーザーカッターの特性を最大限活かせるワークの例を紹介します。

看板およびディスプレイの製作：アクリルや木材を使用した看板やディスプレイの製作に最適で複雑なロゴや細かい文字も精密にカット可能
服飾アイテムのカットおよびエッチング：布や革製品に細かいデザインやパターンを入れる際に、高い精度で均一に加工可能
教育用キットや模型の製作：教育目的で使用される木製やプラスチック製のキットや模型の部品を製作する場合に高い精度と効率で作業可能

YAGレーザーカッター

YAGレーザーカッターは、ネオジムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（Nd:YAG）結晶をレーザー媒質として使用可能です。

これは固体レーザーの一種で、主に波長が1064ナノメートルの近赤外線を発振します。

高いピーク出力と良好なビーム品質を持ち、金属材料を中心に幅広い材料の切断や溶接に最適です。

また、パルス運転が可能で、細かい加工が必要な場面でも使用されます。

YAGレーザーカッターの強みは以下の通りです。

高いピーク出力を持ち、エネルギー密度が非常に高いため、硬質の材料や厚い金属も効率良くカット可能
パルスモードでの運転が可能で、細かい加工が求められる部品や微細なデザインの実現できる
比較的消耗が少なく、メンテナンスも容易であるため、運用コストが低く抑えられる

YAGレーザーカッターの特性を最大限活かせるワークの例を紹介します。

金属部品の精密カット：自動車や航空機の部品など、高い精度と強度が求められる金属部品のカットに最適
装飾品やアクセサリーの製作：細かく複雑なデザインもクリアに表現可能で、ジュエリーや装飾品の細かいパターンや文字を刻める
医療器具の製造：サージカルツールなどの医療器具に必要な高精度なカットやマーキングに使用されることが多い

ファイバーレーザーカッター

ファイバーレーザーカッターは、ファイバー光源を使用してレーザービームを生成する装置です。

このレーザー源は、希土類元素（例えば、イットリウム）がドープされた光ファイバーを利用しています。

発振される波長は約1.06マイクロメートルで、特に金属材料の切断やマーキングに優れた性能を発揮します。

エネルギー効率が高く、設置面積も小さいため、広い範囲の産業に利用可能です。

ファイバーレーザーカッターの強みは以下の通りです。

エネルギー変換効率が高く、消費電力が少ない
ビームの品質が高く、焦点が非常に細かいため、精密なカットが可能
高速で加工ができるため、生産効率を大幅に向上できる
メカニカルな動きが少なく、光源の寿命が非常に長いため、長期間にわたって安定した運用が可能

ファイバーレーザーカッターの特性を最大限活かせるワークの例を紹介します。

厚手の金属板の切断：自動車産業や造船業など、高いエネルギー密度が求められるステンレススチールやアルミニウムなどの切断に活用
精密部品の製造：電子機器や医療機器など、精密な寸法精度が求められる部品の製造にファイバーレーザーカッターが用いられる
複雑なパターンの切断やマーキング：航空宇宙産業など、機能的なマーキングが必要な工業製品にファイバーレーザーが使用されることがある

ディスクレーザーカッター

ディスクレーザーカッターは、薄い結晶ディスクを利用したレーザー光源を特徴としています。

このディスクは、通常、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）などの材質に希土類元素をドープしたもので、ディスクの形状が効率的な熱の放散を促し、連続運転での高出力が可能です。

一般的には、波長は約1.03ミクロンで、高品質のビームを提供し、特に金属加工で優れた性能を発揮します。

ディスクレーザーカッターの強みは以下の通りです。

熱管理が優れているため、高出力での長時間運転でもレーザー性能の安定を保つため、連続した産業用途が可能
非常に均一でクリーンなビームプロファイルを提供し、精密加工における高品質な作業が可能
細かいディテールの加工が可能で、製品の品質を一貫して維持する
ビームの調整が容易で、様々な材料に対して最適な加工条件を設定できる

ディスクレーザーカッターの特性を最大限活かせるワークの例を紹介します。

自動車部品の加工：エンジン部品や車体の金属フレームなど、高い強度と精度が求められる部品の製造にディスクレーザーカッターが利用される
航空宇宙部品の製造：部品の精密な加工や複雑な形状の実現に役立つ
医療機器の精密加工：サージカルインストゥルメントやインプラントなど、非常に細かい部品や精密なカットが必要な場合

半導体レーザーカッター

半導体レーザーカッターは、半導体材料をレーザー媒質として使用するレーザーシステムです。

これはダイオードレーザーとも呼ばれ、電気を直接レーザー光に変換します。

波長は通常800から980ナノメートルの範囲で、このタイプのレーザーは小型でエネルギー効率が良いため、ポータブルまたは小型の加工機器に最適です。

主に軽量な金属やプラスチック、布などの非金属材料の切断やマーキングに使用されます。

半導体レーザーカッターの強みは以下の通りです。

非常にコンパクトで、設置が容易であり、スペースの限られた環境や移動が必要なアプリケーションに最適
電気を直接光に変換する効率が良く、低い消費電力で高い出力を得られる
非常に応答性が高く、パルス動作において細かい調整が可能

半導体レーザーカッターの特性を最大限活かせるワークの例を紹介します。

電子部品のマーキング：電子コンポーネントや基板への読み取りやすいコードやシリアルナンバーを加工
医療用ポリマーの切断：医療機器の製造において使われるポリマー材料の切断に最適
衣類や布製品の加工：布材のカットやパターンの刻印に利用される

レーザーカッターを活用するメリット

レーザーカッターを利用するメリットは以下の3点です。

高い精度と細かいディテールの実現
多様な材料への適応性
素材へのダメージが少ない

それぞれのメリットを活かせる場面で活用すると良いでしょう。

高い精度と細かいディテールの実現

レーザーカッターは非常に狭い焦点を持つレーザービームを使用するため、細い切断線が可能で、精度が高いカットを実現します。

このビームはコンピュータ制御により正確に導かれ、複雑な形状や極細のディテールも綺麗に加工できます。

これにより、材料の無駄が少なく、加工後の仕上がりが非常にクリーンです。

このメリットが活きる場面は以下の通りです。

電子部品に対して、超精密なカットが求められる場面
医療機器の製造で、非常に高い精度と一貫性が求められる場面
複雑なデザインや細かいディテールが特徴のアート作品や装飾品の製作を制作する場面

多様な材料への適応性

レーザーカッターは、そのビームの調整により、金属、プラスチック、木材、布、ガラス、紙、アクリルなど幅広い材料に対応できます。

ビームのパワー、スピード、焦点の深さを調整することで、異なる材料特性に合わせて最適なカットが可能です。

これにより、一つのマシンで複数の材料を加工可能で、製品の多様化に対応しやすくなります。

このメリットが活きる場面は以下の通りです。

新しい製品の開発で、異なる材料を使った試作品を迅速に作成する必要がある場面
様々な材料を使った看板や装飾品を製造する場面
衣料品やアクセサリーの製作で、様々なテキスタイルを正確にカットする場面

素材へのダメージが少ない

レーザーカッターは非接触式の加工方法であり、物理的な刃を用いることなくレーザービームを材料に当てるだけで加工が行えます。

このため、材料に対する圧力がほとんどなく、材料の変形や割れ、擦れなどの物理的ダメージが発生しにくいです。

また、レーザー加工は非常に正確で、加工中に生じる熱影響ゾーン（HAZ）も非常に小さく抑えられます。

このメリットが活きる場面は以下の通りです。

電子部品の加工を高精度でダメージなく加工する場面
複雑なデザインやデリケートな材料を使ったアート作品や装飾品の製作で、素材を損傷することなく精密なカットが必要な場面
医療機器の製造のような高い精度と無菌状態が要求される場面

レーザーカッターを活用するデメリット

レーザーカッターには以下のデメリットもあります。

高い設備投資と運用コスト
材料による制限
熱による影響

デメリットを軽減する方法も合わせて解説するため、考慮した上で導入しましょう。

高い設備投資と運用コスト

レーザーカッターは高度な技術を用いた装置であり、その初期導入や運用には相応の費用が必要です。

以下の項目について費用が求められます。

初期費用
高品質なレーザー発生器
精密な制御システム
専門的な安全設備
運用コスト
エネルギー消費
定期的な保守・メンテナンス
消耗品の交換（例えばレンズやミラー）
操作に必要な専門技術者のトレーニング

これらのコストは、特に小規模な製造業者やスタートアップにとっては大きな負担となる可能性があります。

このデメリットを軽減する方法は以下の通りです。

リースまたはレンタルオプションの利用
中古機器の購入
共同利用施設の活用
定期的なメンテナンスと適切な操作の実施

適切な導入や運用をすることで、費用を最小限に抑えられるでしょう。

材料による制限

レーザーカッターは非常に多様な材料に対応していますが、特定の材料には制約が存在します。例えば、以下のような材料の加工には適していません。

高反射性の金属（銅やアルミニウムなど）
特定のプラスチック
厚い材料の切断

このデメリットを軽減する方法は以下の通りです。

適切なレーザータイプの選択
パラメータの調整
エアアシストの使用
専用の加工補助材の利用
安全と環境への配慮

レーザーカッターは種類によって適切な加工素材が異なります。

適切な機器選びと設定次第で様々な素材に対応可能です。

また、専用の補助素材の利用も検討すると良いでしょう。

熱による影響

レーザーカッターは、光エネルギーを材料に照射して加工するため、そのプロセスで発生する熱が周辺材料に影響を及ぼすことがあります。

この熱影響ゾーン（HAZ）は、材料が焼けたり、その物理的または化学的性質が変化する点がリスクとなるでしょう。

特に、精密な部品や複雑な材料の加工において、この熱影響が品質低下の原因に繋がる恐れがあります。

このデメリットを軽減する方法は以下の通りです。

レーザーパラメータの最適化
エアアシストの利用
適切な材料選択
水冷システムの使用
間隔を空けて加工する

素材や加工に適したレーザーパラメータを設定することで、熱のリスクを避けられます。

とはいえ熱を排除することはできないため、補助装置の利用や適材適所の加工などで対策が必要です。

5つの比較基準 | レーザーカッターの選び方

レーザーカッターは以下5つの基準で選定するのがおすすめです。

加工する素材の種類
加工する素材の大きさ
加工する素材の厚み
設置場所の広さ
価格

適した機器の選定をすることで、レーザーカッターの効果を最大化しましょう。

加工する素材の種類

レーザーカッターは、材料を蒸発させるほどの高エネルギーを持つ光ビームを利用して、非常に細かい部分まで精密にカットできます。このプロセスは非接触で行われるため、材料の損傷が少ないのが特徴です。

様々なタイプのレーザーカッターがあり、それぞれに適した素材が異なります。

各タイプのレーザーカッターと適したワーク素材は以下の通りです。