アクリルキーホルダーなどのグッズの作成で、アクリルをカットする際には高出力レーザーカットとCNC加工のどちらが優れているのでしょうか。
アクキー印刷について、高出力レーザーカット、CNC加工のそれぞれの特徴、メリット、デメリットについて紹介します。
□高出力レーザー加工とは
レーザーはどんな形状でもどんな素材でも、簡単に切断できます。
従来なら金型がなければできなかった加工も、レーザーによっていとも簡単に加工できるようになりました。
レーザー加工にはどんな特徴があり、どのようなメリットがあるのでしょうか。
＊細かい加工ができる
レーザーを使って素材をカットすると、対象物に接触しないで切断できるため、刃物で切断するのと比べて、対象物を傷つけることなく加工できます。
最新のレーザーは直径が小さくなっており、複雑な形でも高い精度でカットできるようになりました。
＊金型が不要で手間とコスト削減
従来の方法であれば、商品を何かの形に仕上げるには金型が必要でした。
金型を作るには手間とコストがかかりますが、高出力レーザーでカットすれば、金型も不要で手間もかからず、コストも大幅に削減できます。
レーザー加工は、パソコンで入力したデータに基づいてカットしていきますので、カットの変更も容易にできます。
ここが金型とは大きく違う点です。
また、一度データを入力すれば、繰り返し同じ加工ができるので、大量に処理するのに適しています。
作業のスピーディさでもコストの面でも、高出力レーザーカットは従来のカッティング方法に比べて、かなり優れた加工方法と言えるでしょう。
＊安全性が高い
高出力レーザーは金属でもカットできるほどの出力がありますから、万が一人体に照射すると非常に危険だと考えている方も多いかと思います。
しかし、高出力レーザーには安全装置が施してあるため、安心して使用できます。
また、従来のように刃物を使って切断するのとは違って、刃先に付着した粉塵などの除去も不要です。
そしてもちろん、刃物と違って切れ味がいつまでも変わらないのもレーザーの特徴です。
ただし、レーザーはレンズのクリーニングやメンテナンスが必要ですが、高出力レーザーではどちらも簡単に行えます。
＊素材に合わせてレーザー光が選べる
高出力レーザーは、照射するレーザーの直径にいろんな種類があります。
直径が小さいレーザー光ほど出力が高く、精密な加工ができます。
このため、金属やガラスなど硬度の高い物質の加工には、レーザー光の直径が小さいレンズを使えばいいのです。
このように、使用する素材によって最適なレーザー光が違うため、レンズなどの選択が重要となります。
＊レーザーと切削の違い
レーザーを使うと、加工したい商品の切断や彫刻などが簡単に行えます。
レーザーが登場する前は、工作機械を使って切削するしかありませんでしたが、レーザーを使えば商品に接触することなく切断できます。
このように、レーザーは機械式の切削や切断とは違うため、切断面がスッキリしてバリが少ないのが特徴です。
□レーザーの種類
高出力レーザーに使われるレーザーには3種類あります。
それぞれのレーザーの特徴を見てみましょう。
＊CO2レーザー
炭酸ガスを使ったレーザーで、一番普及しているレーザーです。
発振器の中で、二酸化炭素、窒素、ヘリウムを混ぜ合わせてエネルギーを発生させるものです。
＊YAGレーザー
イットリウムとアルミニウムの複合酸化物を生み出すレーザーです。
彫刻やマーキングに適したレーザーで、細かい加工に向いています。
ポリエチレンや鉄、アルミ、ステンレスなど、いろんな素材の加工ができるので、汎用性の高いレーザーと言えます。
YAGレーザーは溶接にも使われますが、ゆがみが少ないのできれいな仕上がりになります。
ただし、普及型のCO2レーザーと比べると、コストが高くなるのが難点です。
＊ファイバーレーザー
光ファイバーを用いたレーザーです。
ファイバーレーザーは、溶接が困難な銅やアルミの溶接も可能で、細かく熱を加えられるのが特徴です。
□レーザーのメリット
レーザーを使う一番のメリットは、金型を使わないで加工できることです。
金型を作る必要がないため、時間とコストが大幅に短縮されます。
レーザーは接触せずに切断できるため、レーザーの切断面は機械で切断したときのようなバリがほとんど発生しません。
そのため、カット後の面取りの作業工程を短縮できるのも、レーザーのメリットと言えるでしょう。
レーザーはパソコンにデータを入力しておけば、同じカッティングを何度でも行える上に、データの内容によってはかなり複雑な加工も可能です。
さらに、レーザーは非接触なので消耗するものが何もなく、消耗品を補充するコストもかかりません。
また、加工中に機械音や振動がほとんど出ないのも、レーザーのメリットと言えるでしょう。
□レーザーのデメリット
レーザーを使うと複雑な加工が簡単にできますが、処理速度はプレス機械より遅くなります。
また、レーザーには焦点距離があるため、厚い素材を加工するのには向いていません。
さらに、レーザー加工には熱を伴うため、素材によっては熱で切断面が変色するというデメリットがあります。
また、機械による切削に比べてランニングコストが高いのも、レーザーのデメリットです。
□CNC加工のメリット
では次に、CNC加工にはどんなメリットがあるのか見てみましょう。
＊生産性アップ
CNC加工は、従来人が行っていた作業を自動でできるため、1人で何台もの機械を扱えることで生産性がアップします。
加工を手動で行うと、個人差によって仕上がりに若干の違いが出てしまいます。
しかし、CNCを使って自動で行うと、仕上がりが同じになるので品質が安定します。
また、手動で行うと操作ミスによって不良品が出ることがありますが、自動で行えばそのようなこともありません。
＊複雑な加工ができる
最初にデータを入力すれば、どんな複雑な加工でもできるのが、CNC加工の最大のメリットです。
R加工や斜め形状なども簡単にでき、加工する素材の向きを変える必要もないため、省力化を実現できます。
CNCフライス盤を使うと面加工、ねじ切りなどの加工が連続してできるため、加工する内容によって素材を動かしたり、向きを変えたりする必要がありません。
また、CNC加工は手動と違って離れた場所にいても操作できるので、安全性の面でも優れています。
□CNC加工のデメリット
CNC加工は、準備に時間がかかるのがデメリットです。
プログラムを作って入力する手間や、ワークの位置を決めるのにかなりの時間がかかります。
そのため、簡単な加工であれば、CNC加工の方がトータルで時間がかかることになり、かえって効率が悪くなるかもしれません。
しかし、複雑な加工が必要なら、一度プログラムを入力すれば、後は同じものを何個でも生産できるので省力化を実現できます。
このように、CNC加工ではいろんな作業ができるため、CNC加工機が1台あればほとんどの作業ができてしまいます。
□まとめ
このように、高出力レーザーカットとCNC加工は、一度プログラムを入力すると同じものを同一品質で大量に生産できます。
このため、アクリルキーホルダーを大量に作成するのであれば、高出力レーザーカットとCNC加工のどちらでも高品質の仕上がりになります。
ただし、プログラムを組んだり入力したりするのにかなりの手間がかかりますから、簡単な加工や個数が少ない場合は、高出力レーザーカットやCNC加工を使うと、かえって手間がかかりコストも高くなってしまいます。
個数が少なければ従来の工作機械を使えば十分で、大量に作るなら高出力レーザーカットとCNC加工のどちらでも、甲乙をつけがたいほどの性能を発揮するでしょう。
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