レーザー 彫刻とは？
レーザー彫刻とは太陽の表面の数倍のエネルギー密度を持つレーザービームによって素材を切断したり、表面に模様や絵柄などを彫り込む技術のことです。彫刻の深さはレーザーの強さや素材の種類によって調整することができます。
レーザー彫刻は刃を使うカッターによる彫刻と違って光によって加工するため、刃こぼれを気にする必要がなく、１mm以下の非常に精密な製造が可能というのが大きな特徴です。
レーザー彫刻では木材やプラスチックなど様々な素材の表面に、任意の文字・イラスト・模様を彫り込むことができます。そしてレーザー加工機でできることとしてはカット・彫刻・マーキングの３つが挙げられます。
現在は家庭用やDIY向けの小型タイプも数多くあるので、オリジナルの模様や名前の彫刻、印鑑の製作などにもおすすめです。
レーザー彫刻機はレーザーの光をレンズで集めて強力なパワーにし、素材を削ることによって刻印する仕組みになっています。
たとえば虫眼鏡を使って太陽光を一点に集めると、紙を燃やすほどのエネルギーを作り出しますよね。つまりレーザー彫刻機も虫眼鏡も仕組みは同じです。
レーザーでの加工中はレーザー光線がかなりの熱エネルギーで材料に照射されます。その照射時間によって材料が変色してコントラストができたり、材料が気化したり焦げたりすることで彫刻を施しています。
レーザー彫刻のやり方は印刷と同じくらい簡単です。まずPCやスマホを使って彫刻したいデザインを作成します。次にプリンターとしてレーザー彫刻機を選択し、デザインをレーザー加工用のデータとして出力します。
そしてレーザー彫刻機に材料をセットして、焦点の位置決めが完了すればレーザー加工が開始されます。
どんな素材にレーザー彫刻できるの？
レーザー彫刻で取り扱える素材は紙・木材・皮布・金属・セラミック・ダイアモンドなど、薄く柔らかい素材から硬く変形しづらい素材まで多種多様です。また製品によってはゴムや布、フルーツの果皮といった素材にも彫刻を施すことができます。
レーザーでの加工中はレーザー光線がかなりの熱エネルギーで材料に照射されます。その照射時間によって材料が変色してコントラストができたり、材料が気化したり焦げたりすることで彫刻を施しています。
つまり主に熱で焦げるもの、溶けるものであればレーザー彫刻機で加工できるということです。レーザー彫刻は摩擦に強く耐久性に優れているため、薄くなったり消えやすかったりすることもなく、半永久的に残る彫刻加工となります。
逆に塩化ビニールのように塩素が含まれている合成繊維はレーザーで加工することができません。塩素を含んでいる素材にレーザーを照射すると有毒ガスが発生してしまうので、加工前にきちんと確認するようにしてください。
他にも厚版の素材は加工しづらく、アルミや銅など反射率が高い素材は加工が出来ないといった注意点もあります。
レーザー加工には適切な焦点距離というレーザーの光が集中している箇所があり、その焦点距離の範囲でないとエネルギー密度が低下して素材へ光線が届かなくなるからです。
そのため厚手の素材では加工が難しく、反射率の高い素材はレーザーの光を弾いて素材への電熱が伝わらないためレーザー彫刻機では加工することができません。
また柔らかい素材に彫刻を施す際は、生地の厚みに合わせてレーザーの出力を調整するようにしましょう。出力が強すぎるとレーザーが生地を突き抜けて焦がしてしまうこともあるので、加工前には同じ素材を使ってテスト加工を行うことをおすすめします。
基本的にはほとんどの彫刻機でレザーや布を加工することができるのですが、材料によってはレーザー彫刻に適さないものもあります。
生地の表面へすでに塗装や加工がされている場合はレーザー加工に適していない可能性があるため、特殊な生地を使用する際はあらかじめ適性を確認するようにしましょう。
レーザー彫刻のメリット
レーザー彫刻には、これまでの加工方法にはないメリットがたくさんあります。まずレーザー彫刻のメリットとして、第一に仕上がりが美しいことが挙げられます。
たとえばブレス機械による彫刻の場合は、バリやカエリと呼ばれる金属の出っ張りが出来てしまいますよね。
バリやカエリはうっかり触れてしまうと手を怪我する危険性もある上、パーツの加工時に正確な組み合わせが出来なくなってしまうため、研磨等の後処理が必要になっていました。
しかしレーザー彫刻ではバリやカエリが発生しにくく、切断面が綺麗に仕上がります。またひび割れや歪みのリスクも低いので、高いクオリティを保つことができるのです。
さらにレーザー彫刻は幅広い素材に対して多様な加工を加えることができ、なおかつ自由度の高さも両立しています。レーザー彫刻で取り扱える素材は紙・木材・皮布・金属・セラミック・ダイアモンドなど、薄く柔らかい素材から硬く変形しづらい素材まで多種多様。
加工する方法も切削や穴開け、素材に文字などを入れるマーキングとプログラム次第で希望に応じたさまざまな形状への加工が可能となっています。
またレーザー彫刻は小ロットかつ多品種に対応しているというメリットもあります。レーザー彫刻を選択する人の中では、特にこの点に魅力を感じている人が多いようです。
レーザー彫刻はデータさえあればさまざまな加工を施すことができ、最小で１つからでも加工することが可能です。類似デザインの作成もデータの変更１つで完了し、作業の切り替えにも簡単に対応できます。
ですのでオリジナルの商品を作りたい、名前を入れて一点物にしたいなど、さまざまな需要に答えることができます。
レーザー彫刻では、比較的難易度が高いとされる精密で繊細なデザインであっても容易に加工することが可能です。レーザー彫刻のレーザーの光は約0.1mmという極細サイズです。
そのため他の加工機器や手作業では表現しきれない微細な穴開けや、複雑な曲線の切断などの加工も、レーザー彫刻なら正確に対応できます。
たとえば細かい絵柄や画数の多い漢字の彫刻、バーコード、シリアル番号のマーキングといった正確さが要求される場面では、特にレーザー彫刻の強みが発揮されます。
そしてレーザー彫刻は他の加工法と比較して、あまりメンテナンスに時間を割かれることがありません。レーザーによる加工は他の工具との接触がないため、摩耗することもなく消耗度も低いです。さらに加工した際に材料の粉塵なども発生しないので、それらを除去する手間もありません。
最低限のレンズやミラー、その他エアーアシストと呼ばれるレーザーの照射部にエアを送り込む装置などの清掃は必要ですが、それらも手軽なメンテナンスで済みます。そのため生産効率の向上にもつながるのです。
レーザー 彫刻機で作った作品をご紹介！
最後にレーザー彫刻機で制作した作品をいくつかご紹介しましょう。まず堅木への彫刻例です。木が本来持っている温もりを損なわず、綺麗に彫刻が施されています。
このようにレーザー彫刻機では木材や竹材への加工もお手のものです。他にクラフト紙や厚紙にも彫刻を施すことができます。
さらにレーザー彫刻機では食品への彫刻も可能です。レーザー彫刻機で使用するのはレーザーの光のみなので、食品の品質を損なうことがありません。また壊れやすい素材にも彫刻ができます。
金属への彫刻例としてはアルミ・銀・鉄・ステンレスなどがあります。特にアルミはレーザー彫刻機での加工が難しい素材ではあるのですが、レーザーの強さや密度を調節することによって、問題なく彫刻を施すことが可能となります。
▼アルミ
▼ステンレス
▼銀への彫刻例
▼鉄への彫刻例
まとめ
いかがだったでしょうか？本記事ではレーザー彫刻について加工できる素材や利用するメリット、作品などについてご紹介しました。
レーザー彫刻では素材の表面に、任意の文字・イラスト・模様を彫り込むことができます。そしてレーザー加工機でできることとしてはカット・彫刻・マーキングの３つが挙げられます。
レーザー彫刻で取り扱える素材は紙・木材・皮布・金属・セラミック・ダイアモンドなど、薄く柔らかい素材から硬く変形しづらい素材まで多種多様です。また製品によってはゴムや布、フルーツの果皮といった素材にも彫刻を施すことができます。
レーザー彫刻には、これまでの加工方法にはないメリットがたくさんあります。仕上がりが美しく、さまざまな素材と形状に加工を施すことができ、小ロットかつ多品種にも対応しています。またメンテナンスの容易さも利点の一つです。
最近は家庭用やDIY向けの小型タイプも数多くあるので、気になった方はぜひご自身でレーザー彫刻を始めてみてはいかがでしょうか？その際にこの記事が少しでも役に立ったのなら幸いです。