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やさしいレーザー講座 第23回~CO2レーザー素材別加工の秘訣【概要・アクリル編】~

皆さんこんにちは!株式会社LDFサポートスタッフです。

前回はコチラ!第22回~レーザー加工機の正しい選び方②~


CO2レーザー素材別加工の秘訣

素材をレーザー加工ができるかどうかは、波長や、照射エネルギー、照射時間の他に加工素材の物性や加工目的によっても相違します。25W~100W程度のCO2レーザー加工機は、多くの分野で様々な素材の加工に使用されていますが、主な加工素材を挙げてみよましょう。

 ◎非常に良く加工できる ○加工できる △なんとか加工できる ×加工できない

彫刻・マーキング可能材料 彫 刻 カット
アクリル
ガラス
ゴム(天然ゴム・合成ゴム)
ゴム(シリコンゴム)
塩化ビニール、ポリカーボネイト、PET他樹脂素材
天然石
(大理石、御影石、めのう他)
セラミック
POM
レザー
メラミン
MDF
グラスファイバー
塗装金属
タイル
コルク
人工大理石
陽極酸化アルミ(アルマイト)
ステンレス鋼
真鍮(しんちゅう)
チタン

*基本的に、CO2レーザーでステンレス、鉄等を加工するには数百ワット以上のレーザー出力がほしいところですが、50W~100W程度のレーザー出力でも、焦点距離が短い(1~1.5インチ程度)集光レンズを使用して走査スピードを落とすことにより、深度は浅いですがマーキングをすることは可能です。

以下、実際に様々な素材をCO2レーザーで加工するときの秘訣を挙げてみます。

■アクリル                   
アクリルにはキャスト材と押し出し材の2種類があります。キャストは彫刻すると彫刻部分が白っぽくなりますが押し出しは白っぽくなりません。彫刻部分に後から色入れをする場合は押し出し材を使用し、色入れをしない場合はキャスト材を使用します。
キャスト材を彫刻する場合はマスキングをしない方がきれいに仕上がりますが、深く彫刻したいときにはマスキングをした方がアクリルの表面にスモークが付かないでしょう。
ただ、深く彫刻しょうとするとどうしても熱の影響で彫刻輪郭部がきれいに仕上がりにくくなります。マスキングをしないで浅めに彫刻することがきれいに仕上げコツです。
カットだけをするのであれば、押し出し材が適しており、また材料価格も安くなります。押し出し材のレーザーカット断面はキャスト板に比較して研磨をしたようにピカピカで、より透明になります。 押し出しアクリル板をカットする場合に炎が出るようでしたら、カットをする前に保護用シートを剥がしマスキングテープを貼っておいた方が良いでしょう。
厚いアクリル板(5mm程度以上)をカットする場合には、両面にマスキングテープを施しておいてからその上から両面を霧吹きで湿らせてください。アクリル板を加工テーブルから1cm~1.5cm浮かしてカットをしてください。材料を浮かせることにより、レーザー光がアクリルを貫通した時に発生する、スモークや熱を下の隙間から逃がします。アクリル板を加工テーブルの上に直接置いてカットすると熱が逃げられないのでカット裏面がきれいに仕上がりません。霧吹きで湿らせる場合には、水溜りができないように注意してください。水溜りにレーザー光があたるとその部分だけ浅く彫れてしまいます。一つの材料に彫刻とカット両方を上手におこなう秘訣は次の順序でおこなうことです。

①マスキングしないで浅めに彫刻 
②両面に透明マスキングテープを施す 
③両面を霧吹きで湿らせる 
④材料を浮かせる 
⑤材料表面に焦点を合わせる 
⑥カットする。

彫刻部に後から色入れをする場合は、アクリル板にマスキングをしてから(保護用マスキングのままでもいいでしょう)彫刻してください。彫刻後、マスキングを剥がす前に彫刻部全体に筆またはスプレーでアクリル系または水性の塗料を塗布してください。塗料が乾く前にマスキングテープを剥がすと彫刻部分に色がついてしまいます。色入れをする場合は必ず押し出し材を使用し、彫刻だけの場合はキャスト材を使用するということは忘れないで下さい。
アクリルをカットする場合は、できるだけスピードを落とし、パワーを上げた方が、エッジが適度に溶けてきれいに仕上がります


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