レーザーカッティングに最適な素材トップ7 | 究極ガイド

レーザーカッティング材料は、レーザーで切断、刻み目、彫刻ができるシートやロールです。お客様のエッジ、許容差、安全性のニーズを満たすことが目標です。当社は プロトタイピングサービス. レーザー切断は、迅速かつ再現性の高い部品を製造するための重要なプロセスです。試作においては、見た目だけで材料を選ぶことはありません。きれいに切断でき、安定性があり、安全な材料を選びます。このガイドでは、レーザー切断に使用する材料と、その選定に関する実用的なルールを解説します。これにより、材料選定を迅速化し、手戻りを回避できます。.

レーザー切断材料とは何ですか?

レーザー切断材料は、レーザーエネルギーを制御可能な方法で吸収します。これにより、切断面はクリーンで予測可能なものになります。材料が「適切」と判断されるのは、切断品質、安定性、安全性という3つの試験に合格した場合のみです。不適切な材料を選択すると、一般的な不具合が発生します。エッジが焦げたり溶けたりする可能性があります。部品が反ったり、切断幅（カーフ）が不均一になることもあります。煙も深刻なリスクとなります。試作においては、これらの問題は2度にわたって時間を浪費します。1度目は切断中、2度目は修正作業です。修正作業には、研磨、洗浄、再切断、そしてフィッティングの修正が含まれます。.

適切な材料の選択は、隠れたコストの削減にもつながります。1枚のシートからより多くの部品を生産でき、不良品も減ります。組立ての安定性も向上します。だからこそ、私たちはレーザー切断作業を始める前に、必ず簡単な材料チェックを行います。これは、スピードや価格について話し合う前に必ず行います。.

物質とレーザーの相互作用

材料はレーザーの波長を吸収すると、良好な切断面を形成します。そのエネルギーは、切断経路に沿って制御された溶融、蒸発、または燃焼へと変換されます。材料が過剰なエネルギーを反射すると、切断面は不安定になります。また、熱の拡散が速すぎる場合も切断面は不安定になります。例えば、一部の金属は切断面から熱を拡散させます。そのため、より多くの電力が必要になり、エッジのバリに影響を与える可能性があります。一部のプラスチックは軟化して切断面に逆流し、その結果、シャープなエッジではなく「ベタベタ」としたエッジが形成されます。.

実際には、まずいくつかの特性を確認します。密度と内部の粘稠度は、カットの予測可能性に影響します。添加剤、充填剤、コーティング、接着層は、煙、残留物、そして端面の色に影響を与えます。そのため、異なるサプライヤーから提供された2枚の「似たような」シートが、全く異なる挙動を示すことがあります。.

私たちも レーザー光源と一致 作業に応じて調整します。CO2レーザーは多くの非金属によく使用されます。木材、アクリル、紙、繊維などです。これらの材料はエネルギーをよく吸収するため、きれいなエッジを作ります。ファイバーレーザーは金属加工によく使用されます。エネルギーは金属とより効果的に結合します。ダイオードシステムは特定の非金属に適しています。ただし、透明素材や一部の仕上げ材では、レーザーの波長と表面の状態によって結果が異なる場合があります。.

レーザー切断材料の主な種類

試作や製造で一般的に使用されるレーザー切断材料には、主に 7 つの種類があります。.

木材シート（合板/MDF）

木板は切れ味の良い有機素材です。しかし、仕上がりは中の樹脂と接着剤に左右されます。合板とMDFは試作品によく使われます。安価で入手しやすく、切断も速いからです。治具、建築模型、テンプレート、固定具などに適しています。しかし、煙の臭いを一切出さない素材や食品に安全な素材が必要な場合は、あまり適していません。また、屋外で使用する場合は仕上げが必要です。また、接着剤がレーザー加工に適していない場合、合板はうまく切断できないことがあります。これは、不完全な切断やひどい焦げの原因となります。.

当店では、木材の選定は「木材の種類」ではなく「板質」の問題だと考えています。滑らかなMDFは仕上がりが予測しやすい一方、合板は安定したベニア層と適切な接着剤が必要です。エアアシストとマスキングテープの使用は、きれいな端面と煤けた端面の違いを生むことが多いのです。.

アクリル（キャスト/押し出し）

アクリル（PMMA）は、美しく磨き上げられたようなエッジを形成できるプラスチックです。看板、照明カバー、ディスプレイ部品、装飾パネルなどによく使用されます。キャストアクリルは通常、より均一な切断面が得られます。また、エッジもより鮮明に見えます。一方、押し出しアクリルは、応力によるエッジの問題がより多く発生する可能性があります。速度と出力のバランスが異なる場合があります。アクリルは、衝撃への耐性が求められる、きついスナップフィット部品には適していません。また、高温環境でも良好な加工ができません。.

アクリルの場合、力をかけるよりも熱をコントロールすることが重要です。出力が強すぎたり、速度が遅すぎたりすると、曇りや気泡が発生する可能性があります。また、熱影響部が広くなります。換気も重要です。カットが適切に行われないと、煙や炎が上がる危険性があります。.

金属（スチール/ステンレス/アルミニウム）

レーザー切断は、金属から精密な形状や再現性の高い部品を得るためによく使用されます。一般的には鋼、ステンレス鋼、アルミニウムが用いられます。ブラケット、筐体、フレーム、パネルなどに使用されています。最適な金属は、切断後の工程（曲げ、溶接、仕上げ、耐腐食性など）によって異なります。ステンレス鋼は耐腐食性に優れています。軟鋼はコスト重視の構造部品に適しています。アルミニウムは軽量設計に適しています。ただし、エッジドロスやレーザー反射の影響を受けやすい場合があります。.

金属切断の品質は、アシストガス、焦点位置、そして安定した送り速度に左右されます。酸素は特定の鋼材の切断速度を向上させることができます。窒素はステンレス鋼やアルミニウムの酸化を抑制するためによく使用されます。当社は、コーティングや溶接などの後工程を考慮して、切断面の状態を計画します。.

レザー

革は柔軟性があり、レーザーカットしても破れることなく加工できます。財布、タグ、パッチ、ストラップなどによく使用されます。これらのアイテムでは、すっきりとした輪郭が重要です。臭いや煙の残留が許容されない場合、革は適していません。また、製品が厳しい空気質基準を満たす必要がある場合も、革は適さない可能性があります。革や仕上げによっては、濃い煙が発生したり、縁の色ムラが発生する場合があります。.

私たちは革を「素材＋仕上げ」のシステムと考えています。天然皮革とコーティング皮革では質感が異なります。合成皮革は、その中核となるポリマーによって大きく異なります。推測するよりも、小さな角で試す方が早い場合が多いです。.

繊維（天然/合成）

布地はレーザーで非常に速く切断できます。一部の合成繊維では、この加工によって端が縫い合わされます。綿、ウール、その他の天然素材はきれいに切断できます。合成繊維は端が溶けて接着することがあります。布地はテンプレート、ガスケット、ソフトグッズの型紙に最適です。しかし、素材が熱に非常に敏感な場合は適していません。また、「きれいに切断できる」状態と「焼ける」状態の境界線が曖昧な場合も、うまく切断できません。.

繊維製品の場合、制御すべき主な点は出力密度と速度です。生地を持ち上げることなく煙を除去するには、エアアシストを調整する必要があります。また、カット中に小さな部品がずれるのを防ぐため、部品の配置を計画します。.

紙/段ボール

紙ベースの素材はレーザーエネルギーをよく吸収し、切断速度も速いです。段ボールやカードストックは、プロトタイプ、テンプレート、簡易モックアップの梱包に最適です。しかし、エッジの色落ちを一切気にする必要がない場合は適していません。また、デザインに動きやすい小さなパーツが多数含まれる場合も、紙は適していません。さらに、設定が強すぎると簡単に発火するため、火災の危険性もあります。.

きれいな仕上がりを得るために、出力を抑え、速度を上げています。また、材料をしっかりと固定する方法も採用しています。目標は、端面を「焼き付ける」ことではなく、材料をしっかりと切断することです。小さなテストグリッドを使用することで、無駄なシートを大幅に削減できます。.

ゴム（レーザー安全グレード）

ゴムはスタンプ、パッド、その他の柔軟な部品に使用されます。しかし、ゴムの選定には注意が必要です。レーザーカットに適したグレードのゴムのみを使用してください。蒸気が強く発生する可能性があるため、換気が必要です。ゴムの成分が不明な場合は、使用しないでください。ハロゲンやその他の問題のある添加物が含まれている可能性がある場合も、使用は避けてください。ゴムのようなシートの中には、実際にはPVCベースのものがあり、レーザーカットには使用しないでください。.

ゴムを適切に選択すれば、レーザー切断で精緻なディテールを実現できます。これは機械切断では難しいことです。重要なのは、煙の発生を抑え、残留物の蓄積を防ぎ、レーザー光学系を清潔に保つことです。.

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プロジェクトに適した材料の選び方

材料選びは、お客様の目標から始まります。エッジの外観を重視される場合は、きれいに切れる材料を優先します。機能性を重視される場合は、機械的特性や曲げ加工などの後工程を重視します。また、「現場の現実」も確認します。板材は安定して入手できますか？必要な厚さはありますか？切断中または切断後に反りが生じますか？試作品が失敗するケースは、材料理論だけでなく、入手性や安定性の問題が原因となることがよくあります。.

私たちが使用している簡単なチェックリストは次のとおりです。

• エッジ要件: 研磨、マット、塗装済み、溶接済み
• 許容要件: 緩い嵌合、圧入、または位置合わせが重要な
• 環境： 屋内、屋外の紫外線、湿度、温度
• 安全性： 煙、火災の危険性、不明な添加物
• 下流の手順: 曲げ、接着、コーティング、組み立て

図面をお送りいただく際に上記の点をお伝えいただければ、お見積もりがスムーズに進みます。お客様のデザインや工程に最適な素材をご提案させていただきます。.

切断品質に影響を与える厚さと設計ルール

厚みはすべてを変えます。エネルギー需要と熱の流れに影響を与えます。厚い材料は通常、より多くの電力とより低い速度を必要とします。また、フォーカスとアシストガスのより厳密な制御も必要になります。しかし、多くの品質問題は厚みだけでなく、設計の詳細に起因します。非常に小さな穴、鋭利な内角、薄いブリッジは過熱して反りが生じる可能性があります。部品間の間隔が狭いと、局所的な熱の蓄積が発生する可能性があります。これにより、切断幅のずれが生じ、エッジの変色が悪化します。.

いくつかの習慣を身につけることで、レーザーカットの仕上がりは向上します。小さな形状は、材料の厚さに合わせて現実的なものにしましょう。切断中に破損する可能性のある非常に薄いタブは避けましょう。金属の場合は、バリの方向を考慮しましょう。コーティングや溶接のために、エッジに酸化物が付着していない必要があるかどうかも考慮しましょう。木材や紙の場合は、エッジの色が多少変化することを考慮しましょう。エッジをシール加工するか仕上げ加工するかを決めましょう。.

不安な場合は、簡単なテストクーポンを使うのが一番安全です。小さな穴と最もきついカーブを描いた小さなストリップを使えば、実際の限界がわかることが多いです。一般的なガイドよりも早く分かります。.

避けるべき材料とより安全な代替品

一部の素材はレーザーカットできません。有害なガスを放出したり、容易に発火したり、機器を損傷したりする可能性があるためです。塩素を含むPVCやビニールはレーザー加工できません。有毒で腐食性のガスを放出する可能性があり、これらのガスは作業者と機械の両方に害を及ぼす可能性があります。また、材質が不明な「ゴム」シートも、素材が不明な場合は使用を避けています。多くの素材はPVCベースです。一部のフォームやプラスチックは、溶解したり、発火したり、有害なガスを放出したりする恐れがあります。コーティングされた素材も、その化学組成が不明な場合は危険な場合があります。.

デザインに制限のある素材を使用している場合は、切り替えるのが最善策です。レーザーカットのニーズでは、ポリカーボネートの代わりにアクリルが使用されることがよくあります。PETベースのシートは、一部のビニールのようなプラスチックの代替として使用できます。レーザー耐性のあるゴムグレードは、信頼性の低いスタンプゴムの代替として使用できます。重要なのは、機能を維持しながら安全リスクを排除することです。.

結論

レーザー切断対象材料は、単に「レーザーで切断できるもの」ではありません。適切なプロセスにおいて、きれいに切断でき、安定性を保ち、安全な材料です。 レーザーカッターサービス, お客様の目標と材料の挙動を照らし合わせて材料を選択します。このアプローチにより、手戻りが削減され、試作サイクルを迅速に進めることができます。図面をお送りいただく前に、材料のグレード、厚さ、エッジの要件、および後続の工程をご確認ください。これは、最初の試みできれいな切断を実現するための最も簡単な方法です。

よくある質問

一般的なレーザー切断材料は何ですか?

最も一般的な素材は、木材シート（合板/MDF）、アクリル、金属です。紙、段ボール、一部の繊維も人気があります。これらはシート状で広く入手可能で、予測通りにカットできます。.

合板の切れ味が悪くなることがあるのはなぜですか?

合板は、接着剤、空隙、節などが熱に反応すると、切れ味が悪くなります。「合板」というラベルよりも、板の品質と接着剤の種類が重要になる場合が多いです。レーザー加工された合板は、通常、より予測しやすいです。.

どのレーザーでも透明アクリルをレーザーカットできますか?

透明アクリルの切断はレーザー光源によって異なります。CO2レーザーシステムは通常、アクリルを良好に切断します。他のレーザー光源では、透明素材の切断が困難な場合や、異なる設定が必要になる場合があります。.

レーザーカットしてはいけない材料は何ですか?

PVCやビニールを塩素でレーザーカットしないでください。有毒で腐食性のガスが発生する可能性があります。また、材質が不明なプラスチックや特定の発泡体も、事前に確認せずに使用するのは危険です。.

アクリル、MDF、金属の中からどのように選択すればよいですか?

見た目の鮮明さを求めるならアクリルを選びましょう。コストとスピードを求めるならMDFを選びましょう。強度と機能性を求めるなら金属を選びましょう。曲げ加工やコーティングといった後工程も、判断の基準となるでしょう。.