１．レーザー加工とは？
ここではレーザーやレーザー加工について説明します。
（１）レーザーとレーザー加工
レーザーとは、「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」の略で、「誘導放出による光増幅放射」などと訳されます。光を強力に収束させ指向性をもたせた単一波長の光です。
発振器によって作り出されたレーザーは高い指向性とエネルギーを持ち、材料に照射することで瞬時に溶融、気化させることができます。
レーザーには以下のような種類があり、その技術はレーザー加工機の他にも通信機器や医療設備、計測機器や舞台照明など多岐にわたる分野で利用されています。
| 分類 | 種類等 |
| 固体レーザー
|
・YAGレーザー
・YVO4レーザー ・ファイバーレーザーなど |
| 液体レーザー
|
・有機キレート化合物レーザー
・無機レーザー ・有機色素レーザー |
| 気体レーザー | ・CO2レーザーなど |
| 半導体レーザー | 固体レーザーに分類されることも |
レーザー加工は、切削工具ではなくレーザー光を利用し、切断、溶接、彫刻、穴あけ、マーキングなどを行う技術です。
レーザー加工機は、レーザーの特徴を利用することで非常に精密な加工を実現します。
レーザー加工には、レーザー媒質により、CO2レーザー加工、YAGレーザー加工、半導体レーザー加工、ファイバーレーザー加工などの種類があります。
レーザー媒質とは、物質に光などの外的な要素を加え光を増幅させる素材です。
レーザー加工についてはこちらの記事も参考にしてください。
（２）レーザー加工機でできること
レーザー加工機はレーザーを材料に照射することで、以下のような加工を精密に行うことができます。
| 加工 | 特徴 |
| 切断 | レーザー光により材料を焼き切ることで材料を切断できる。
金属、プラスチック、木材などさまざまな材料をカット加工可能。 |
| 彫刻 | レーザー光を使用して材料表面を削り、模様を刻むことができる。
材料の固定が不要で、削りカスが生じない。 |
| マーキング | レーザー加工では、ロゴやバーコードといった薄い切削も可能。
塗装やシールよりも耐久性に優れる。 |
| 溶接 | レーザーのエネルギーで金属を融解させ、金属同士を溶接することが可能。 |
WELDTOOLのファイバーレーザー溶接機WT-FL1500は板厚0.5～4.0mmのSUS、軟鋼、アルミ、チタン、銅といった薄板の溶接も、簡単、高品質の仕上がりを実現します。
【参考動画】
https://www.youtube.com/watch?v=vpqP7mEQhjU&t=4s
引用：sus3mm
２．ファイバーレーザーとCO2レーザーの特徴と違い
ここでは、ファイバーレーザーとCO2レーザーの特徴や違いを詳しく解説します。
（１）ファイバーレーザーとco2レーザーの特徴
①ファイバーレーザーの特徴
ファイバーレーザーは、光の増幅媒体として光ファイバーを使用しています。
光ファイバー内で全反射を繰り返す光が、石英などで出来たレーザー媒質（コア）を通過するたび、誘導放出という現象により光が放出されます。
この光が高反射ミラーと低反射ミラー間で繰り返し反射することで増幅された光をレーザーとして取り出し、光源として利用するのがファイバーレーザー加工機です。（図１）
また、ファイバーレーザーは光ファイバー内に閉じ込めた光を発振させレーザー光とするため、エネルギー変換効率が高く、低い電力で高出力のレーザー光を得ることができます。微細かつ深い溶け込みが可能で、微細な部品や薄板の溶接に力を発揮します。
特に金属の吸収率が高く、アルミや銅といった高反射材料への加工に適しています。
②CO2レーザーの特徴
CO2レーザーは、レーザー媒質に二酸化炭素ガスを主とした混合ガスを利用したレーザーです。
共振器内の高反射ミラーと低反射ミラー間で繰り返し反射する光は、共振器に満たされた二酸化炭素ガス内で連続的に誘導放出を起こし、発振した光をレーザーとして取り出します。（図２）
高パワー化しやすいため大出力での連続発振に適している一方、波長が長くレーザー品質（集光性および輝度）ではやや劣ります。
反射率の高い金属はCO2レーザーでは熱が十分に伝わらないため適していませんが、鉄などの低反射金属や非金属材料（木材、ガラス、アクリルなど）等、熱をよく伝えられる素材であれば幅広く対応可能です。
（２）ファイバーレーザーとCO2レーザーの違い
ファイバーレーザーとCO2レーザーは以下のような違いがあります。
| ファイバーレーザー | CO2レーザー | |
| レーザー媒体 | 光ファイバー | CO2ガスを主とした混合ガス |
| 適した素材 | 高反射素材
・金属だけでなく、鋼や鋼合金、アルミなども加工可能 |
低反射素材
・低反射金属、プラスチック、木材、ガラスなど |
| 機器費用 | 高い
・CO2レーザー加工機の約1.5倍程度 |
安い |
| ランニングコスト | 安い
・エネルギー効率が高いため消費電力が少ない ・光学部品の劣化が比較的少ない |
高い
・レーザーガスの補充費用がかかる ・消費電力が大きい ・光学部品の定期交換やガス供給装置のメンテナンスが必要 |
| 加工面 | 機種によってはスパッタの発生が多い
※機種をよく検討する必要がある |
滑らか
・切断面への要求事項の多い製品や、バリ取りなどの後処理が必要な製品に向いている |
| 精度 | 高い
・特に穴あけ加工はファイバーレーザー加工の品質と精度の高さが際立つ ・CO2レーザー加工では穴あけ加工は難しい |
低い |
| 歪み | 少ない
・薄板の加工であっても熱による歪みが少ない ・歪みによる手直しに要する時間を削減でき、高品質な品物を効率よく生産 |
ファイバーレーザー加工より歪むことが多い |
| 加工スピード | 早い
・CO2レーザー加工機の約5～6倍 |
遅い |
以下の動画では、ファイバーレーザー溶接機による素早い溶接の様子を紹介しています。
また、WELDTOOLのファイバーレーザー溶接機WT-FL1500なら、2年保証付きで210万円という低価格でありながら高性能で、簡単に、素早く、綺麗に仕上がります。
低スパッタで、初心者でも少しの練習でプロ並みの溶接が可能です。
引用：低価格！ハンディー・レーザー溶接機でステンレス溶接がどこまで、できるのか？
ファイバーレーザー加工機のメリット・デメリットについてさらに詳しく知りたい場合は、こちらの記事を参考にして下さい。
３．ファイバーレーザー加工機とCO2レーザー加工機の用途別選定ポイント
ファイバーレーザー加工機とCO2レーザー加工機について、用途ごとの選定ポイントを解説します。
（１）精密加工や高速加工を求める場合
精密な金属加工が必要な場合や、高速での大量生産を目的とする場合、ファイバーレーザー加工機が適しています。
（２）多様な材料の加工を必要とする場合
金属以外にもプラスチック、木材、ガラスなど多様な材料に対して切断や印字、穴あけ加工をする必要がある場合は、CO2レーザー加工機が適しています。
ファイバーレーザーでは透過してしまい印字のできないガラスなどへの印字もCO2レーザー加工機なら可能です。
（３）特定の高反射率金属を加工する場合
アルミニウムや銅など反射率が高い金属を加工したい場合、ファイバーレーザー加工機が適しています。
高出力が必要となる金属への印字や深堀り、CO2レーザーでは反射してしまうアルミニウムなどのカット加工などはファイバーレーザー加工機が得意とする分野です。アルミニウムは加工が難しいことが多いですが、ファイバーレーザー溶接機であれば、高速で熱を加えることで歪みなく、簡単に溶接することができます。
ファイバーレーザー加工機の選定については、こちらの記事を参考にしてください。
４．まとめ
ファイバーレーザーとCO2レーザーの違いや、それぞれの加工機の選定ポイント等を解説しました。
レーザー加工機の導入に際しては、用途やコストなど違いをよく理解した上で総合的に判断しましょう。
また、WELDTOOLのファイバーレーザー溶接機WT-FL1500なら、操作パネルで簡単に設定することで、初心者でも少しの練習でプロ並みの溶接を可能とします。
「薄板やステンレス、アルミの溶接が上手くいかない」「溶接スピードをアップさせたい」などお悩みの方、ファイバーレーザー溶接機の導入を検討中の方は、まずはお問い合わせください。
