Page top

本文

レーザマーカ 概要


レーザマーカは、レーザビームのパワーで対象物表面に文字や2次元コードを印字する機器です。インクのようにほかの物質を付着させるのではなく、対象物の表面を加工するので、印字された文字などは半永久的に消えることはありません。ここではレーザマーカの概要を解説します。

概要 

関連情報


レーザマーカとは

レーザマーカとは、レーザのエネルギーを用いて、物質表面に文字や図形を非接触でマーキングするレーザ加工装置です。近年のレーザマーカは、コンピュータ上のグラフィックツールで文字や図形などのマーキングデータを編集することが可能です。また、マーキング用途のほか、穴あけや切断、トリミングなど、微細加工用途にも広く使用されています。

適用業界

レーザマーカは自動車部品への2次元コードの印字や、電子部品/電機製品のロゴ、ロットナンバーの印字など、さまざまな業界で活用されています。

レーザマーカによる加工・マーキングの利点

レーザマーカで加工するメリット

(1)消えない・はがれない信頼性の高い加工・マーキング
レーザ光によって、対象物に直接物理的な加工を施すため、消えたり、はがれたりすることがなく、製造履歴や工程管理などの重要な情報のマーキングに適しています。

(2)高品質・微細な加工・マーキング
非接触だから、対象物の変形や破損が抑制され、高品質な微細加工・マーキングができます。

(3)生産性向上に貢献する高速加工・マーキング
レーザマーカによる加工・マーキングは他の手段に比べ加工速度も速く、工程も簡単です。さまざまな工法の中でも、より生産性向上に貢献できます。

(4)定期的なメンテナンスが不要 ランニングコストはほぼ電気代
レーザマーカによる加工・マーキングは、インクの補充や清掃、刃の交換や研磨といった定期メンテナンスが不要です。ランニングコストはほぼ電気代のみです。

(5)幅広い材質、多種多様な加工内容に対応
金属や樹脂、フィルム材など、さまざまな材質に加工できます。( ただし、加工の成否はレーザの種類や特性で決まります。)
また、ロゴや図形などの画像、形式やシリアル番号などの文字、2次元コードなど多種多様な内容をマーキングできます。

(6)環境にやさしい加工・マーキング
インクと違って溶剤を一切必要とせず、印刷時に発生するラベル台紙などの廃棄物も発生しません。

他加工との比較表(例)

レーザマーカインクジェットラベルスタンプ刻印機液体処理
接触/非接触非接触非接触接触接触接触接触
耐久性・改変性○半永久×消える×はがれる×消える○半永久
微細度×
工程○簡単△乾燥必要△別工程必要△乾燥必要×別工程必要
印字内容の変更○簡単○簡単×ラベル変更要××
在庫管理○不要○不要×ラベル在庫○不要○不要×ロット生産
廃棄物・環境影響○ほとんどなし×インク×ラベル台紙×インク○ほとんどなし×液処理課題
ランニングコスト○ほとんどなし×インク消耗×ラベル×インク消耗×接触部品交換×液処理課題
原理

レーザマーカは、グラフィックツール上で編集したマーキングデータをもとに、レーザ光を制御・走査することで加工・マーキングを行います。平面上に印字する2D式や、平面だけでなく立体形状にも印字できる3D式のレーザマーカがあります。

●2D(Fθレンズ)式の例

ガルバノメータ・スキャンミラーでレーザ光を走査し、マーキングを行います。
Fθレンズと呼ばれるレンズで加工面に集光します。

●3D式の例

ガルバノメータ・スキャンミラーでレーザ光を走査し、マーキングを行います。
Fθレンズに代わる焦点レンズを前後に動かすことで、XYだけでなくZ方向にも集光点を移動させることができます。

種類と特長

レーザマーカの種類は、搭載するレーザ発振器の特性で区別されます。
代表的には、1.06μmの固体(YAG、YVO4)レーザマーカやファイバレーザ発振器を搭載したレーザマーカ、10.6μmのCO2レーザ発振器を搭載したレーザマーカ等があります。
また、波長を変換することで得られるSHG、THGといった発振器を搭載したレーザマーカも特殊な用途で使われています。

代表的な波長レーザマーカ名称レーザ媒質特長
基本波
1.06μm
固体(YVO4
レーザマーカ
Nd:YVO4YVO4の場合は、細かい文字や精密加工など
熱を加えない加工に向いており、YAGは大きな出力で
熱を加える加工に向いています。
固体(YAG)
レーザマーカ
Nd:YAG
ファイバレーザマーカ希土類添加ファイバファイバレーザはその発振原理からコンパクト、
高効率で大きなパワーが得られるという特長があります。
第2高調波
(SHG)
0.53μm
SHGレーザマーカ基本波レーザを非線形
光学結晶で1/2波長に
変換
基本波レーザを波長変換することで得られ、これらの
波長における吸収率の高い材料では、熱影響の
低い加工、微細な加工が可能となります。
反面、ランニングコストを含め高コストとなりがちです。
第3高調波
(THG)
0.355μm
UV(THG)
レーザマーカ
基本波レーザを非線形
光学結晶で1/3波長に
変換
10.6μmCO2レーザCO2(炭酸ガス)CO2レーザは固体やファイバレーザと比べ波長が長く、
透明体に吸収されやすい性質をもっているため、
ガラスなどへの加工に適しています。
レーザ波長と加工材料

レーザ光による加工は、加工対象物の素材やその表面層がレーザ光を吸収することで可能になります。レーザ光の波長に対する吸収率は物質(素材)によって異なり、素材によっては吸収率の高いものや低いものがあります。比較的波長が短いファイバ・YAG・YVO4レーザの場合は、CO2に比べて各種金属材料に対する吸収率が高く、金属加工に適しています。

レーザ波長と代表的な金属への吸収特性


最終更新日:2019年11月25日