レーザー加工機ガイド - レーザーマーカー
レーザーマーカーはガルバノモーターのミラーによってレーザー光を制御して加工するため、非常に高速に加工できるのが特徴です。しかし、一般的なマーカーでは高精度な加工まではできず、加工面積も100mm四方程度です。加工用途としては主に文字、バーコード、QRコード、図形、画像などをレーザーによって対象物にマーキングするような、高精度を要しない視認できればいい程度に使われます。
一般的に卓上に置けるくらいの大きさで空冷、ノートパソコン等を接続して制御します（仕様によって工場のラインに取り付けてシーケンサー制御したりもできます）。ただ、加工をする場所の囲いについてはメーカーで必ずしも用意されているとは限らないので、反射光から作業者を守るための囲いや保護メガネを用意したり、飛び散りや煙が発生する場合には集塵機や換気扇等を用意しないと危険なので注意してください。
レーザーの種類としてはCO2レーザー（10.6μm）や近赤外レーザー（1064nm）のものがメインで、CO2レーザーのものはアクリル、プラスチック、PET、ゴム、革、木材、紙、ガラスなどに適していて、近赤外レーザーのものは金属に適しています。近赤外レーザーを使用したレーザーマーカーには主にYAG（ヤグ）レーザー、YVO4（ワイブイオーフォー）レーザー、ファイバーレーザーを搭載した3種類のモデルがあるので、それぞれの特徴についてまとめます。
YAGレーザーとYVO4レーザー
YAGレーザーとYVO4レーザーは波長が同じなので加工材料については得意なものが同じですが、YAGレーザーの方がビームのエネルギーが強いので濃いマーキングや深堀に適しています。しかし、ビーム品質が悪いのでワークへの熱影響が大きく、焦げや変色などが発生しやすくなります。しかしYVO4レーザーはビーム品質が良いため、ワークへの熱影響を抑え、かつ微細な加工ができます。しかし、ビームのエネルギーが弱いので深堀などには適しません。価格はYAGレーザーの方が安いです。
ファイバーレーザー
ファイバーレーザーも波長が同じなので加工材料については得意なものが同じですが、ビームの品質が良く、ビームのエネルギーも強いので多様な加工に対応できます。レーザーの変換効率もいいので省エネ、高出力化もしやすく長寿命と、良いところが多いのでファイバーレーザーのレーザーマーカーしか取り扱わなくなったメーカーもあります。価格はYAGレーザーとYVO4レーザーの間くらいのイメージです。
レーザーマーカーに使われている近赤外レーザーの特徴は以上のようになりますが、やはりファイバーレーザーのレーザーマーカーが最も優秀だとは思いますが、ワークの材質や求められる加工によってはYAGレーザーやYVO4レーザーの方が適している場合があるので、サンプル加工をお願いして加工結果を精査し、最終的な判断をしてください。
レーザーの種類として他にはグリーンレーザー（532nm）やUVレーザー（355nm）のものも出ています。グリーンレーザーになると近赤外レーザーでは加工しにくい金属である「銅」や「金」が得意であったり、UVレーザーになると出力は小さくなりますが、ガラスから金属まで多くの材料に微細で熱影響を極力抑えた加工をすることができます。
3D制御のレーザーマーカー
レーザーマーカーは一般的には平面を加工する仕様になっていますが、高低差のあるワークに印字したいという場合もあると思います。そこで、焦点距離を変えるためのモーター付きZ軸レンズを付けてガルバノモーターと同期することによって、高低差のあるワークに高品質な加工を施せるようになりました。図のような高低差のあるワークに加工する必要がある場合は3D制御ができるレーザーマーカーを使用してください。「3D」とか「3軸」とか「Z-Axis」などがキーワードになります。
テレセントリックfθレンズのレーザーマーカー
一般的なレーザーマーカーでは中心部で垂直に当たるレーザーも加工範囲の端にいくほどレーザーの入射角が斜めになってしまいます。そのため、加工範囲の端にいくほどレーザーの集光スポットが楕円形になるので印字の品質が端にいくほど悪くなります（左図）。それを改善するのがテレセントリックfθレンズで、そのレンズを通すと全ての加工範囲でレーザーが垂直に当たるため、一定の印字品質が得られるようになります（右図）。製品としてはあまり無いタイプですが、キーエンスのグリーンレーザマーカーMD-Tシリーズ、アマダミヤチ株式会社のグリーンレーザーマーカーML-9011Aなどがあります。
ファイバーレーザーマーカーによるカラーマーキング
高繰り返し周波数のレーザーが発振できるようになったファイバーレーザーのマーカーを使って、金属材料に色のついたマーキングができるようになりました。原理としては金属の表面に酸化膜が形成され、その状態により反射しやすい波長の光が変わるので色が見えるようです。どのような色になるのかはレーザーの出力、繰り返し周波数、スキャン速度、加工線の密度、焦点距離などの条件を振って実際に加工して確かめてみてください。適した金属材料としてはステンレス鋼で、表面が滑らかなものが発色が良くなります。
メーカー
株式会社キーエンス
YVO4レーザーとファイバーレーザーの良いところ取りなハイブリッドレーザーマーカー。世界初3次元UVレーザーマーカーなどハイエンドな製品群。
パナソニックデバイスSUNX株式会社
独自開発の超高速ガルバノスキャナ搭載、パルス幅1nsの短パルスファイバーレーザーで高品質なマーキング。
アマダミヤチ株式会社
fθレンズなどの光学系仕様が多彩に選べるレーザーマーカー。ファイバー、YVO4、YAG、YVO4グリーンレーザーを一通り揃える。
松定プレシジョン株式会社
簡単設置ですぐ使える安全性の高いボックス型オールインワンのレーザーマーカーを販売。少量多品種製品へのマーキングに最適。
オムロン株式会社
金属深彫・浅彫をはじめ、樹脂・フィルム印字、微細加工にも対応したファイバーレーザーマーカーを販売。
株式会社堀内電機製作所
小型・軽量化のCO2レーザーマーカー、高出力CO2レーザーマーカーを販売。
芝浦メカトロニクス株式会社
稼働時間3万時間の長寿命ファイバーレーザーマーカー。
マーケム・イマージュ株式会社
コンパクトで高速マーキングに理想的なCO2レーザーマーカー。
EOTECHNICS（イオテクニクス）
韓国でレーザーマーカーのシェア90%以上。
IDEC株式会社
小型でコンパクトなオールインワンレーザーマーカー。
商社・販売代理店
株式会社コマックス
基本波（1064nm）では6W〜80Wの幅広い出力帯とファイバーレーザーマーカー、グリーン（532nm）、UV（355nm）のレーザーマーカーを販売。
株式会社ラスカム
独・オストリング社マーキングシステム日本総代理店。
エクセルテクノロジー株式会社
米国コントロールレーザー社製レーザーマーカーを販売。
レーザーマーカーレンタル
西尾レントオール株式会社
短期から長期までレンタル可能。