レーザーで金属をマーキングするにあたって考慮すべきこと

レーザーの種類、マーキングの目標、素材の選択が金属のマーキングに与える影響。

Epilogファイバーレーザー機器を使用して金属のキャニスターに彫刻を施す

金属にバーコードやシリアルナンバー、ロゴを彫刻するのは、CO2、ファイバー レーザー システム共に、とてもポピュラーな使い方です。

動作寿命が長く、保守が不要で比較的コストも低いファイバーレーザーは、産業用マーキングに最適です。このタイプのレーザーは高コントラストでパーツを損なわない、永久に消えないマーキングが可能です。

CO2 レーザーで地金にマーキングを入れる場合、彫刻の前に特殊スプレー(またはペースト)を使用して、金属を加工します。CO2 レーザーの熱によりマーキング剤は地金に接着し、マークはずっと残ります。高速で手頃なCO2 レーザーでは、木材、アクリル、天然石など、他の種類の素材にもマーキングできます。

Epilogが製造するファイバー、およびCO2 レーザー システムは、ほぼ全てのWindowsベースのソフトウェアで操作でき、使い方も非常に簡単です。

レーザーの違い

レーザーの種類が異なれば金属の反応も異なりますので、いくつか考慮すべき点があります。

CO2 レーザーを使用して金属をマーキングする場合、たとえば金属用のマーキング剤を使用したコーティングや前処理が必要になるなど、時間がもっと必要になることがあります。マーキング剤を金属に十分に接着できるように、低速かつ高出力な設定でレーザーを動作させる必要がある場合もあります。ユーザーは、レーザーで加工した後にマークを消したいと思うこともあります。このことは、低速かつ高出力な設定で工作物を再加工する必要があることを示しています。

CerMarkとEpilog CO2 レーザー機器でマーキングした金属プレート
CerMarkとEpilog CO2 レーザー機器でマーキングした医療機器

CO2 レーザーを使った金属マーキングは、金属を削り取らずに表面にマーキングを施すので、金属の耐久性や強度に影響を与えないという利点があります。またアルマイトや塗装された真鍮など、コーティングが施された金属の場合でも下処理が必要ないというのも注目すべき点です。

地金の場合はファイバーレーザーが選択可能な彫刻方法になります。アルミニウム、真鍮、銅、ニッケルでめっきした金属、ステンレス鋼に加えて、ABS、PEEK、ポリカーボネートなどの工業用プラスチックなど、さまざまなタイプの素材をマーキングするにはファイバーレーザーが理想的です。ただし、一部の素材には、装置から放出されるレーザーの波長でマーキングを行うのが困難なものがあります。レーザー光線は、たとえば彫刻対象のテーブルにマーキングしようとしたときなどに、彫刻を施す代わりに透明な素材を透過してしまうことがあります。木材、透明なグラス、革などの有機素材はマーキングできるものの、ファイバーレーザーシステムに適した素材とは言えません。

マーキングの種類

マーキングする素材の種類にぴったりと合うよう、ファイバー レーザー システムには、様々なオプションが準備されています。彫刻の基本プロセスは、レーザー ビームで素材の表面を蒸発させる手法が用いられます。マーキングは、ビームの形と同じ、円錐形のくぼみになります。複数回システムに通せば、より深い彫刻が可能で、厳しい環境下でも消えないマーキングを作成することができます。

Epilog FiberMarkレーザー機器内部の金属エンジンヘッダ

アブレーションは彫刻に似ていて、下地の素材を出すために表面のコーティングを除去する方法でよく利用されます。アブレーションは、陽極酸化金属、めっき金属、粉体塗装金属などにも施すことができます。

また別のマーキングは、対象物の表面を加熱することで作り上げることができます。焼きなましでは、高温にさらすことで恒久的な酸化層を作り出し、表面加工を変えることなく高コントラストのマーキングに仕上がります。発泡は、素材の表面を溶かしてガス気泡を発生させ、素材が冷えると共にその気泡が閉じ込められることで浮き上がったようなマーキングになります。研磨は、金属の表面を素早く熱して色を変えることで、鏡面のような仕上がりになります。焼きなめしは合金鋼や鉄、チタンなどの炭素、金属酸化物を多く含んだ金属向きです。発泡はプラスチックに使用されることが多いですが、ステンレス鋼にも使えます。研磨はどんな金属にも施すことができます。暗い、マット仕上げの金属ほど、より高コントラストの仕上がりになりやすくなります。

エッチング、磨き、焼きなましされたマーク付きの金属プレート

素材に関する考慮事項

レーザーの速度、出力、周波数、フォーカスを調整することによって、チング、磨き、焼きなましなどのさまざまな方法を使用してステンレス鋼をマーキングすることができます。陽極酸化アルミニウムを使用すれば、ファイバーレーザーのマーキングは、CO2 レーザーよりも光沢のある加工を実現できることが多くなります。ただし、アルミニウムの地金を彫刻する場合、ファイバーレーザーでは黒ではなくグレーの色合いになるため、コントラストは弱まります。それでも、彫りの深い彫刻に酸化剤や顔料充填剤を組み合わせることで、アルミニウムに黒いエッチングを施すことはできます。

チタンをマーキングする場合は、レーザーはライトグレーから非常に濃いダークグレーまでの色合いを出せるので、これと似たような検討を行う必要があります。とはいえ、合金によっては、周波数を調整することでさまざまな色のマークを付けることができます。

2つの世界のいいとこ取り

デュアルソース システムは、予算や作業場所が限られている企業でも幅広い用途で使うことができ、お仕事の幅も広げてくれます。ただし、1つのレーザー システムを使っている間はもう一方は使えないとう欠点もあります。

レーザー マシンによる金属へのマーキングに関する詳細は、当社までお問い合わせください。お近くの販売代理店でデモをご用意します。



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