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レーザマーカ技術のご紹介 - レーザマーカの原理

レーザマーカ技術のご紹介

レーザの原理、レーザマーカによる印字の基礎から、他の印字工法との比較、レーザマーカによる印字加工例、レーザの安全基準やよくあるご質問まで、レーザマーカ導入に必要な情報を分かりやすく説明します。

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レーザマーカの原理

レーザマーカとは?

レーザマーカとは、レーザ光を使って対象物へ印字・加工をする機器を指します。

レーザ光を走査する方法にはマスク方式とガルバノスキャニング方式の2つのタイプがあります。

光の波長ごとに対象ワークに与える影響が変わります。

パナソニックのレーザマーカは全てガルバノスキャニング方式で、CO2(10,600nm)とファイバ(1,060nm)の2つの波長をラインナップし、材質や用途に合わせて最適の機種をご選定させて頂きます。

 

レーザマーカの主要構成部品

レーザマーカの主要構成部品は4つからなります。

  • レーザ発振器
  • ガルバノメーター
  • 集光レンズ
  • コントローラ

■ガルバノメーター

ガルバノスキャニング方式

1本のレーザ光をミラーで反射させることで一筆書きのように印字する方式です。発振器から照射されたレーザ光をX軸、Y軸の2枚のミラーをモータ駆動することで走査していきます。

また、Z軸と組み合わせることで立体形状のワークに対して印字ができるレーザマーカもあります。

 

■集光レンズ

レーザ光は『虫眼鏡で黒紙を燃やす遊び』のように、レンズでレーザ光を細く集光することで高いエネルギー密度をもって印字することが可能です。

そのため、各機種に一番レーザ光が細く集光される距離(焦点距離)が決められています。

 

■コントローラ

外部通信や手入力の指示に従ってパソコン等で作成した印字データどおりに印字がされるよう、発振器やガルバノミラーを制御し指示を出す役割をしています。

決められた印字範囲の中であれば、どんな大きさの文字やロゴも自由に印字することができます。

 

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レーザマーキングの原理

レーザマーカとは、レーザビームを用いて表面処理を剥離させたり、材料自体を削りこんだり材料の組成を変化させ発色させたりして、マーキングをします。

また、『表面を剥離させる』『材料を掘り込む』『材料の組成を変化させる』という要素はマーキングだけではなく、加工にも利用することができます。

大きくわけて下記の3つに分類されます。

 

剥離

コーティングを剥離し、下地を出す。

ワーク表面と基材のコントラストを出すことで、人が認識できるようにします。

 

掘り込み

表面を削る/溶かす。

ワークに掘り込む事でコントラストを出し、人が認識できるようにします。

 

発色

照射部が変化し発色する。
(酸化膜、発色材の変化)

発色部分とワーク基材のコントラストで、人が認識できるようにします。

 

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波長による違い

レーザマーカはレーザ(光)の「反射(反射率)」、「吸収(吸収率)」、「透過(透過率)」が大きな要素になっています。

レーザマーカは基材に影響を与えて印字や加工を行う物ですので、吸収が大きいほど効率よく加工が可能です。

たとえば、CO2の波長では金属に対しての反射率が高く、ほとんど吸収されないため印字することができません。
一方、YAG波長は金属の反射率が低く、吸収され熱に変換することができるため、印字することができます。

材質ごとに相性については材質適合表をご参照下さい。

 

材質適合表
材質名 ファイバレーザマーカ CO2レーザマーカ
LP-Mシリーズ
LP-Zシリーズ
LP-Sシリーズ
LP-Vシリーズ
LP-RFシリーズ
LP-RC350S
LP-400シリーズ
LP-310シリーズ
金属 ×
炭素鋼 ×
合金鋼 ×
銅、黄銅 ×
アルミニウム合金 ×
マグネシウム合金 ×
チタン合金 ×
ニッケル合金 ×
金、銀 ×
樹脂 ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)
EP(エポキシ)
PA(ポリアミド/ナイロン)
PBT(ポリブチレンテレフタレート)
PC(ポリカーボネート)
PE(ポリエチレン)
PET(ポリエチレンテレフタレート)
PF(フェノール)
PMMA(アクリル)
POM(ポリアセタール)
PP(ポリプロプレン)
PS(ポリスチレン)
PU(ポリウレタン)
PVC(ポリ塩化ビニル)
UF(ユリア)
その他 シリコーン樹脂(ケイ素樹脂)
セラミックス
木材
紙類
ガラス ×
ゴム

●:良好 ○:可能 △:不適合 ×:不可

上記判定結果は代表例です。お客様のワークでは判定結果が異なる場合があります。
実際のワークにて印字確認をいたします。最寄りの営業所までお気軽にお問い合わせください。

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