CNC産業におけるレーザー加工
位置づけ（切削/旋削/放電加工との比較）
- 非接触・低切削力 → 薄板、微細構造、変形しやすい部品に適する。
- 熱加工 → 熱影響部(HAZ)、スパッタ、変色のリスク。超短パルスで最小化可能。
- 幾何能力：2D/3D切断、微細孔、表面硬化、肉盛り、溶接、マーキング、さらには積層造形（LPBF、DED）。
レーザーの種類と用途
- ファイバーレーザー：金属切断・溶接・マーキング。
- CO₂レーザー：非金属（木材、アクリル、皮革）。
- グリーン/ブルーレーザー：反射率の高い金属（銅、アルミ、金）。
- ピコ秒/フェムト秒：ガラス、セラミックス、SiCなど硬脆材の微細加工。
主なプロセス
切断、穴あけ、溶接、表面処理、マーキング、積層造形/ハイブリッド。
CNCとの統合
- 独立機、CNC複合機、ロボット/5軸＋ガルボ、DED複合。
- G/MコードによるON/OFF・出力制御。
- CAM機能：穿孔、リードイン/リードアウト、マイクロジョイント、コーナー減出力、ネスティング。
パラメータと品質
- 出力、パルスエネルギー、周波数、焦点位置、スポット径、送り速度、アシストガス。
- 品質指標：スパッタ、テーパ、HAZ、粗さ、寸法精度、溶接ポロシティ。
応用例
板金、パイプ、微細孔、電池溶接、医療部品、マーキング・トレーサビリティ、修復/積層。
安全・メンテナンス
- クラス4レーザー：安全カバー、インターロック、保護メガネ、排気。
- 光学部品清掃、チラー点検、出力校正。
ステンレス鋼のカラー・レーザー刻印
原理
- **ファイバーレーザー（1064 nm）**のパルスエネルギーと走査速度を制御。
- ステンレス表面に酸化膜／ナノ構造を形成。
- 酸化膜の厚さ（20〜300 nm）により干渉色（青、赤、緑、紫、金など）が発生。
- 塗料や薬品を使用せず、光干渉と酸化膜厚みによる発色。
加工特性
- 出力、パルス幅、周波数、走査速度、線間距離の精密制御が必要。
- 酸化膜厚さの数nm差で色が変化。
- 偏光方向やハッチ角度も色の均一性に影響。
- 通常のレーザー刻印よりパラメータ管理が複雑。
応用分野
- 高級時計・装飾品 → ロゴ、装飾模様。
- 電子機器 → カラーコード、偽造防止。
- 医療機器 → 生体適合性のある耐食性マーキング。
- ギフト・芸術・ブランディング → フルカラーメタル効果。
メリット
- 長期耐久、耐摩耗、耐食。
- 消耗品不要、環境に優しい。
- 高精細、多色表現。
制約
- 主にステンレス鋼でのみ有効。
- 効率は低く、白黒マーキングより遅い。
- 視角によって色が変わる場合あり。
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