これは万が一のトラブルの際、原因の究明や再発防止策の策定に必要なためです。
一方、商品や部品の素材によっては、印字の熱に弱い、あるいは非常に柔らかいなどの理由で印字が難しい商品もあります。
そこで活用されているのが、レーザーマーカーです。
レーザーマーカーは非接触のマーキングであり、レーザーの種類によって様々な商品に対応できます。
この記事では、レーザーマーカーの基礎知識から選定時のコツまで解説します。
マーキングについて悩みを持つ方は、ぜひ最後まで読み参考にしてください。
目次
レーザーマーカーとは
レーザーマーカーは、様々な材料の表面に永久的なマークや彫刻を施すために使用される装置です。
この技術は、高強度のレーザー光線を用いて、物体の表面を微細に加工することにより、テキスト、ロゴ、バーコード、その他のグラフィックデザインを刻印します。
レーザーマーカーの主な利点は、非接触加工であるため物理的な力が材料に加わらず、加工後の品質が非常に高いことです。
さらに、レーザー加工は速く、精密で、再現性が高いため、大量生産においても一貫した結果を提供します。
材料の種類に応じて、適切な種類のレーザー（CO2レーザー、ファイバーレーザー、UVレーザーなど）を選択することで、用途に最適なマーキングが可能です。
レーザーマーカーは自動車、航空宇宙、電子機器、医療機器など、多岐にわたる産業分野で使用されており、トレーサビリティ、品質管理、製品識別の向上に貢献しています。
5種類のレーザーマーカー
様々な種類のレーザーマーカーがありますが、その中でも利用機会が多いのは以下の5種類です。
- CO2レーザー
- YAGレーザー
- ファイバーレーザー
- ディスクレーザー
- 半導体レーザー
素材に合わせて適切な特徴や強みを持つレーザーマーカーを選択しましょう。
CO2レーザーマーカー
CO2レーザーマーカーは、二酸化炭素を媒体とするガスレーザーを使用し、主に非金属材料のマーキングに適しています。これはCO2レーザーは、波長が10.6マイクロメートルであり、木材、アクリル、ゴム、紙、皮革、プラスチック類などの有機材料に効果的にエネルギーを伝えられるためです。
CO2レーザーマーカーの強みは以下のとおりです。
- 木材、皮革、アクリルなど多様な非金属素材に高品質なマーキングが可能で広告、ギフト業界などで活用される
- 熱影響を受けやすい材料でも、高解像度でクリアなマーキングが可能
- 特に美観を重視する商品や精密なブランディングが求められる用途で役立つ
- 設定や操作が比較的簡単で、迅速な加工が可能
CO2レーザーマーカーは特に以下の場面で活躍します。
- ギフトアイテムのカスタマイズ：木製の写真フレームや革製の財布など
- 包装材料のマーキング：食品や飲料の包装材にバーコードや有効期限、ロット番号などの印刷
- 広告材料の製作：アクリルや木製の看板、プロモーションアイテムに高品質なロゴやデザイン追加
YAGレーザーマーカー
YAGレーザーマーカーは、Nd:YAG（ネオジム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）という結晶を使用してレーザー光を生成する装置です。このタイプのレーザーマーカーは、主に波長1064nmの赤外線レーザーを放射し、金属や硬質プラスチックなどの比較的硬い材料に対して効果的にマーキングできます。
YAGレーザーマーカーの強みは以下のとおりです。
- 金属に対して、鮮明で耐久性のあるマークが可能
- 高負荷環境下でも一貫したマーキング品質を保持する
- 摩耗や表面処理後でも識別が可能なマーキングが可能で、機械部品や工具など、長期間使用される製品に特に有用
YAGレーザーマーカーは特に以下の場面で活躍します。
- 自動車部品のマーキング：エンジン部品やギアなど、高い耐久性が求められる自動車部品にシリアルナンバーや製造情報の刻印
- 医療器具の識別：手術用の器具やインプラントに特有の識別コードや使用者情報のマーキング
- 工業用ツールのマーキング：ドリルビットや刃物など、頻繁に使用される工業用ツールに耐久性のあるマーキングを施す際に利用
ファイバーレーザーマーカー
ファイバーレーザーマーカーは、ファイバー光学素子を使用してレーザー光を生成し、主に金属やプラスチックのような硬質素材にマーキングするための機器です。このタイプのレーザーマーカーは、ファイバー光学ケーブル内でレーザーが増幅され、高い光エネルギーを発生させます。
ファイバーレーザーマーカーは波長が約1060nmであり、金属材料に特に効果的です。
ファイバーレーザーマーカーの強みは以下のとおりです。
- 他のレーザータイプより電気光学変換効率が高く、エネルギーの消費が少ないため、運用コストが低減される
- 非常に耐久性が高く、メンテナンスがほとんど不要
- 非常に狭い焦点径を持ち、高品質なビームを出力できる
ファイバーレーザーマーカーは特に以下の場面で活躍します。
- 電子部品のマーキング：ICチップや基板などの電子部品に非常に小さな文字やコードをマーキング
- 金属製品の彫刻：ツール、機械部品、カスタムメイドの金属製品など、金属への深い彫刻
- 医療器具へのマーキング：ステンレス製の医療器具や、外科用インプラントに対する高解像度のマーキング
ディスクレーザーマーカー
ディスクレーザーマーカーは、固体レーザーの一種で、薄いディスク形状のレーザーメディア（通常はヤグまたはYb:YAG結晶）を使用してレーザー光を生成します。特徴は、ディスク形状のメディアが非常に薄いため、熱が素早く放散され、高出力でも安定した性能を維持できることです。
このタイプのレーザーは高出力が可能で、特に金属加工や高速マーキングに適しています。
ディスクレーザーマーカーの強みは以下のとおりです。
- 高出力と高効率
- ビームの品質が高く、非常に細かいマーキングが可能
- レーザー生成時の熱が効率的に放散されるため、加工中の材料への熱影響が最小限に抑えられる
ディスクレーザーマーカーは特に以下の場面で活躍します。
- 航空宇宙部品のマーキング：金属製の航空宇宙部品に対して耐久性のあるマーキングが可能
- 自動車産業での重厚部品加工：エンジン部品や変速機などの重厚部品に精密なマーキング
- 高品質の装飾彫刻：ジュエリーや高級時計など、高価値の製品に美しい装飾彫刻を施す際にもディスクレーザーマーカー
半導体レーザーマーカー
半導体レーザーマーカーは、半導体ダイオードを光源として使用するレーザーマーキングシステムです。このタイプのレーザーマーカーは、一般的にサイズが小さく、設置が容易で、メンテナンスの要件が少ないことから、様々な産業分野で幅広く採用されています。
半導体レーザーは波長が800nmから980nmの範囲にあり、主にプラスチックや薄い金属へのマーキングに適しています。
半導体レーザーマーカーの強みは以下の通りです。
- 非常に小型なため、限られたスペースに設置が可能
- 高い電気光学変換効率を持ち、少ないエネルギーで高出力を実現
- 消耗部品が少なく、長期間にわたる安定した運用が可能で、メンテナンスコストが低い
- 応答速度が速く、短い時間で高精度のマーキングが可能
半導体レーザーマーカーは特に以下の場面で活躍します。
- エレクトロニクス製品のマーキング：スマートフォンやコンピュータの部品など、小型で精密な電子部品に製品情報やシリアルナンバーを刻印
- 医療機器の識別マーキング：医療器具や機器に使用される部品に対して、トレーサビリティを保つための識別コードや製造情報をマーキングする
- 自動車部品のトレーサビリティ：自動車産業では部品のトレーサビリティが非常に重要
レーザーマーカーを活用するメリット
レーザーマーカーを活用するメリットは大きく分けて以下の3点です。
- 非接触加工と高い精度
- 多材料への適応性
- 耐久性と環境負荷の低減
非接触加工と高い精度
レーザーマーカーは物体に直接触れることなく、レーザービームを用いてマーキングや彫刻を行います。この技術は、極めて精密な位置決めが可能で、マイクロメートル単位での正確な加工が実現可能です。
非接触であるため、対象物への物理的な力が加わらず、材料の損傷や変形のリスクが最小限に抑えられます。
この特徴によってもたらされるメリットは以下の通りです。
- 非接触のため材料の損傷が少なく、加工中も品質を保持できる
- コンピューター制御により、再現性と一貫性が高い加工が可能
- 非接触加工は高速で行えるため、生産効率が大幅に向上する
これらのメリットは以下の場面で活躍します。
- 電子部品のような小さな部品に精密な情報をマーキングする場合
- 医療機器のような滅菌プロセスのある製品へマーキングする場合
- 精密機械部品のような高価値部品の完整性を保ちながらマーキングする場合
多材料への適応性
レーザーマーカーは、金属、プラスチック、セラミック、木材、ガラス、皮革など、幅広い材料に対応可能です。これは、レーザーの波長やパワーを調整することで、異なる材料の物理的および化学的特性に合わせて最適なマーキングができるためです。
この柔軟性により、多様な製品と産業に一つのシステムで対応することが可能になります。
この特徴によってもたらされるメリットは以下の通りです。
- 製品の多様化に対応しているため、新しい製品や材料が登場しても、同じ設備で対応可能
- 異なる材料でも同じ設備を使用することで、品質の一貫性を保てる
これらのメリットは以下の場面で活躍します。
- 自動車部品のような、異なる材質の部品へマーキングする場合
- 広告やプロモーション用商品のような、木製、アクリル、ガラスなど様々な材料へ個別マーキングする場合
- 医療器具のようなステンレス鋼、チタン、様々なプラスチックなど、多岐にわたる材料へ永続的で読み取りやすいマーキングをする場合
耐久性と環境負荷の低減
レーザーマーカーで施されたマーキングは非常に耐久性があり、化学的、物理的、環境的影響に強い恒久的な印が特徴です。レーザー加工はインクや溶剤、その他の消耗品を使用せずに行われるため、廃棄物の削減や有害物質の排出がほとんどありません。
これにより、環境への負担が少なく、作業場の安全も向上します。
この特徴によってもたらされるメリットは以下の通りです。
- インクや溶剤の購入や再マーキングによる追加コストが発生せず長期的なコスト削減になる
- 環境負荷が低い加工方法により、規制遵守への姿勢と企業の社会的責任果たす姿勢を市場に訴えられる
- 情報が消えることなく維持されるため、安全性やトレーサビリティが確保され、製品の信頼性が高まる
これらのメリットは以下の場面で活躍します。
- 屋外で長期間使用される設備に耐候性のあるマーキングをする場合
- 自動車部品のような長期間にわたって様々な環境条件下で使用される製品へマーキングする場合
レーザーマーカーを活用するデメリット
レーザーマーカーを活用するデメリットは以下の通りです。
- 初期投資が高いこと
- 運用と保守の専門知識が必要であること
- 安全対策が必要であること
ここではデメリットの詳細と軽減する方法を解説します。
初期投資が高いこと
レーザーマーカーの設備投資は、他のマーキングシステムに比べて高額であることが多いです。これは、レーザーマーカーが高度な技術を使用しており、精密な制御システムや高品質なレーザー光源が必要なためです。
初期設定には専門的な知識が必要で、専用の設備や安全対策も求められるため、設置コストが上昇します。
初期費用の高さが問題となる理由は以下のとおりです。
- 中小企業やスタートアップでは、大きな初期投資が必要な機械を導入する際に資金調達が困難
- 投資から利益を得るまでの期間（ROIの達成期間）が長くなる傾向がある
- 高額な設備投資は、導入した技術が期待したパフォーマンスを発揮しなかった場合のリスクも大きくなる
以下の方法でこのデメリットを軽減できます。
- レーザーマーカーを購入する代わりに、リースやレンタルを利用する
- 政府や地方自治体、関連団体からの補助金や助成金を活用する
- 最も効果が見込まれる部門やプロセスから段階的に導入する
運用と保守の専門知識が必要であること
レーザーマーカーは高度な技術を使用しており、その操作や保守には専門的な知識と技術が必要です。これには、レーザーの安全管理、適切な設定、トラブルシューティング、定期的なメンテナンスなどが含まれます。
専門知識がないと、機器の誤操作や保守不足により、機器の故障や性能低下を引き起こすリスクがあります。
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専門知識を要することが問題となる理由は以下のとおりです。
- 新しい技術を習得するための継続的な教育が時間とコストの観点で参入障壁となる
- 専門知識の不足に起因する運用ミスにより、ビジネスに重大な影響を及ぼす可能性がある
- 高度な技術を理解し操作できる適切な技術者の継続的な確保が困難
以下の方法でこのデメリットを軽減できます。
- 購入時に提供される包括的なトレーニングプログラムに投資する
- レーザーマーカーの製造者や販売者と長期的な技術サポート契約を締結する
- 詳細な操作マニュアルとトラブルシューティングガイドを整備し、常にアップデートする
安全対策が必要であること
レーザーマーカーを使用する際には、レーザー光が人体に与える危険性に対する十分な安全対策が必要です。レーザー光は目や皮膚に重大な損傷を引き起こす可能性があり、特に高出力のレーザーは非常に危険です。
適切な防護措置や安全プロトコルの設計と実施が求められます。
安全対策を求められることが問題となる理由は以下のとおりです。
- 企業は職場の安全に対して法的な責任を持ち、安全対策の不備による事故は訴訟や罰金、信用失墜につながる可能性がある
- 適切な安全措置がない場合、機器の使用が遅延したり、事故が発生した際には追加的なコストが発生する
- 安全に使用するためのトレーニングに時間とコストを要する
以下の方法でこのデメリットを軽減できます。
- 従業員に適切な防護装備の提供する
- 安全プロトコルを明確に定め、すべての従業員がこれを理解し遵守する仕組みを作る
- レーザー装置を適切に設置し、操作エリアを物理的に隔離する
5つの比較基準 | レーザーマーカーの選び方
レーザーマーカーの選定をする際、以下5つのポイントで比較すると良いです。
- 加工する素材（金属）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
事前に必要事項を検討しておくことで、商品選定をスムーズに進められれます。
加工する素材（金属）の種類
レーザーマーカーを選択する際には、加工する素材の種類を考慮することが重要です。異なる材料は異なる波長やパワーのレーザー光に反応するため、最適なレーザータイプの選択は、効率的で高品質なマーキングを実現するために不可欠です。
材料の種類によっては、加工速度、解像度、耐久性などに大きく影響する可能性があります。
各種レーザーに適している素材の種類と特徴は以下のとおりです。
CO2レーザー
- 木材：焦げるようなマークが可能で、美しい仕上がりを提供
- アクリル：クリアなカットエッジと滑らかな表面が得られ、特に看板や装飾品に最適
- ガラス：エッチングが可能で、永続的なマーキングを施せる
YAGレーザー
- 金属：高いエネルギー密度により、金属への深いマーキングが可能
- セラミック：清潔で精密なマーキングが可能
- プラスチック：特定のタイプのプラスチックには適合し、コントラストの高いマーキングを実施
ファイバーレーザー
- ステンレススチール：腐食に強く、清潔なマーキングが可能で、工業用途に最適
- アルミニウム：アノダイズド処理されたアルミニウムに特に有効で、明瞭なマーキングを実現
- 銅：高い反射率を持つ金属でも、ファイバーレーザーは効果的にマーキングが可能
ディスクレーザー
- 硬質金属：高出力で深い刻印が可能で、工具や重工業用部品に最適
- チタン：航空宇宙産業で使用される部品に適しており、高い精度とクリアなマーキングが可能
- 高密度プラスチック：熱影響を最小限に抑えつつ、清潔なマーキングが可能
半導体レーザー
- 薄い金属：熱影響が少ないため、薄い金属シートに最適
- 塗装された金属：塗装を通して基材にマーキングするのに適している
- 一部のプラスチック：特定の波長で良好な吸収率を示すプラスチックに適している
加工する素材の大きさ
レーザーマーカーを選択する際には、加工する素材の大きさを考慮することが重要です。加工する素材の大きさを考慮する際には、以下の4点に注目すると良いです
- 加工対象のサイズ
- 加工する素材の大きさ
- 加工可能なエリア
- 加工する素材の中で、マーキング可能な範囲
加工対象のサイズ、加工可能なエリアと商品の大きさは基本的には比例します。
そのため、大型の対象物を扱う場合、広いスペースが必要です。
注意点としては、加工する対象物の種類に適したレーザーマーカーを優先することです。
大きさを優先した場合、仕上がりの質が悪くなります。
メーカーによってはレーザーの種類に合わせて特注も可能なので、対象物の加工に適したレーザーを決めた上で加工物の大きさに対応できるレーザーを選定することがおすすめです。
加工する素材の厚み
素材の厚みを考慮することは、レーザーマーカーの選択において非常に重要です。厚みがレーザーマーカーの性能要求に大きく影響を与えるからです。
特に、レーザーの浸透力、焦点深度、必要なパワー出力は、加工対象の厚みに直接依存します。
厚い素材を加工する場合、表面だけでなく内部にも影響を与えるため、適切なレーザー出力と適正な加工技術の選定が求められます。
分厚い素材の加工を得意としているレーザーマーカーの特徴は以下のとおりです。
- ファイバーレーザー：高いビーム品質とエネルギー密度により、鋼鉄やアルミなどの金属素材を効果的に加工できるため、厚い金属プレートの彫刻やマーキングが可能
- ディスクレーザー：高出力と長い焦点距離を提供することができ、厚みのある材料でも一貫した加工が可能
- CO2レーザー：特に厚い木材やアクリル、ガラスなどの加工に適していて、高い出力設定を用いることで、これらの素材の厚みに対応した深い彫刻やカットが可能
また、以下の加工技術も考慮することがおすすめです。
- パルスモード運用：特に厚い素材を加工する際には、レーザーが高出力の短いパルスを繰り返し発射し、素材を段階的に加工
- 連続波モード：厚みのある素材では、連続波モードを使用して長時間にわたり一定の出力でレーザーを照射する
設置場所の広さ
レーザーマーカーを選ぶ際、設置場所の広さを考慮することは重要です。これは、機器のサイズと運用スペース、安全距離の確保、そして周囲の作業環境の兼ね合いがあるためです。
レーザーマーカーは高出力で危険なレーザーを使用するため、運用中の安全性を確保するためには十分なスペースが必要とされます。
また、メンテナンスや日常の操作にも十分なスペースが必要です。
しかし、建物の広さによっては広いスペースの確保が難しい場合もあるかもしれません。
その場合は以下の方法でスペースの課題を解消できる場合があります。
- コンパクトな機械の選択：空間が限られている場合、よりコンパクトな設計のレーザーマーカーを選ぶことが有効
- モバイルまたはモジュラー機械の利用：移動可能なレーザーマーカーを選ぶこと
- 垂直空間の活用：床面積が限られている場合、垂直方向の空間を利用することで、レーザーマーカーの設置場所を確保可能
- 安全シールドやエンクロージャのカスタマイズ：より小さなスペースに適合するように、安全シールドやエンクロージャをカスタマイズ
- 外部サービスプロバイダの利用：自社の設備での設置が難しい場合、外部のサービスプロバイダにマーキング作業を委託することも検討する
価格
レーザーマーカーを選ぶ際に価格を考慮することは、ビジネスの財務計画と投資効果の最適化において非常に重要です。レーザーマーカーは価格範囲が広く、低価格の基本モデルから高価格の高機能モデルまで様々な選択肢があります。そのため、予算に合った選択をすることで、資金を他の必要な事業活動に割り当てることができるようになります。
目的に対してオーバースペックな機械を選んでしまうと、投資回収まで時間がかかり、事業が立ち回らなくなってしまうことがあります。これでは本末転倒です。
投資可能な予算と回収期間を計算し、適切な投資を行うことが重要です。
レーザーマーカーを製造するおすすめのメーカー5社
レーザーマーカーを製造するおすすめのメーカーを以下の5社から紹介します。
- キーエンス
- ブラザー
- パナソニック
- オムロン
- アマダ
レーザーマーカーの導入目的を果たせる選択をしましょう。
キーエンス
キーエンスは、1974年に創業した、センサや計測機器などの精密機械を製造、販売している企業です。同社の特徴は以下のように多様な方式のレーザーマーカーを取り揃えている点です。
- 樹脂への繊細印字も金属への高出力印字もできる「MD-Xシリーズ」
- ワークへのダメージを抑えながら、はっきり鮮やかな印字が可能な「MD-Uシリーズ」
- 高出力が必要な金属への黒色印字・深彫り加工に最適な「MD-Fシリーズ」
ブラザー
ブラザーは1934年創業で、40以上の国と地域に拠点を置き、グローバルに事業を展開する企業です。同社のレーザーマーカーの特徴は以下のとおりです。
- 樹脂・金属（鉄, アルミ, ステンレス等）へ高発色マーキング（印字, 刻印, 彫刻）
- 視認性の高い高精細マーキング（印字, 刻印, 彫刻）が可能
- 熱影響を抑えたダメージレス印字を実現
対象物へのダメージを抑えた上で高品質なマーキングが必要な企業に向いています。
パナソニック
パナソニックは1918年創業で、個人向けの電化製品から工業向けの製品まで取り扱う企業です。同社のレーザーマーカーの特徴は以下のとおりです。
- より速く、精細なマーキングが可能
- 起動からレーザー発振までおよそ15秒で可能なモデルあり（従来モデルはおよそ90秒）
- 効率的な印字を施すラスター印字設定を採用
マーキングやそれに関わる作業時間を削減したい企業の目的達成に貢献します。
オムロン
オムロンは1933年創業で、オートメーションのリーディングカンパニーです。同社のレーザーマーカーは以下の特徴を持ちます。
- 2つのモードで微細から深彫まで自在な印字を実現
- EEモード（エネルギエンハンストモード）
- 円錐・球面など3Ｄ形状への印字が自在
高出力での印字や、特殊な形状への印字を希望の企業におすすめです。
アマダ
アマダは1946年創業で、金属加工機械・器具の製造・販売などを主要な事業内容とする企業です。同社のレーザーマーカーは以下の特徴を持ちます。
- 金属や樹脂へのマーキングなど幅広い用途に対応
- Windows上で操作可能
- シンプルな操作性
- 大きな作図画面でマーキングデータの作成、登録が可能
シンプルな機能を求めている企業におすすめです。
