アルミニウムのレーザー加工について

このページでは、レーザー加工でアルミニウムを利用する際のポイントや、アルミニウムのレーザー加工で用いられる加工機の特徴などを解説しています。アルミニウムのレーザー加工を業者へ依頼する前に基本を把握しておきましょう。

アルミ加工の「できない」を
解決する
レーザー加工機おすすめ3選

アルミ加工は、従来の切断機や刻印機、溶接機では品質・速度・精度に限界が出やすい素材です。「複雑形状がきれいに切れない」「印字が消える」「溶接が歪む」など、既存設備ではどうしても解決できない「アルミ特有の課題」に悩む現場は少なくありません。 そこで、こうした「できない」を解決する3つのレーザー加工機をご紹介します。

アルミ切断・穴あけの
課題解決なら

bodor
Aシリーズ / iシリーズ / Cシリーズ

引用元：レーザーコネクト公式HP
（https://www.laserconnect.co.jp/products/bodor.html）

特徴

• 6kW～12kWクラス以上の高出力。アルミ特有の反射による加工不安定が起きにくく、厚板アルミも切断可。
• 高速XY軸（加速度1.5Gクラス）で複雑形状加工に対応。精度のブレが少なく、同じ部品を連続加工できる。
• A・Cシリーズは、窒素切断に最適化されたヘッド構造。バリが少ないため、後処理コストの削減にも貢献。
• 販売店レーザーコネクトであればメーカーで対応していない訪問メンテに対応。

こんな課題に

• 複雑形状がきれいに切れない
• アルミが安定して切れない
• 加工スピードが遅い
• 外注から内製化したい

bodor販売店で
スペックを確認する

アルミ刻印の
課題解決なら

KEYENCE
MD-F / MD-X シリーズ

画像引用元： KEYENCE公式サイト
（https://www.keyence.co.jp/products/marker/laser-marker/）

特徴

• 微細マーキングに特化したパルスファイバーを採用。微細文字やQRコードが潰れず、鮮明な刻印が可能。
• 高速かつ高精度に走査できるガルバノ方式で、印字位置精度が高い。曲面や段差にも歪みなく刻印可。
• 製品管理にも有効で管理番号・バーコードなどの生成を標準でサポート。部品追跡が容易に。
• メーカーには専門の技術営業が在籍しており、使用方法を直接サポート。

こんな課題に

• シールや印刷が消える
• アルマイトに印字できない
• QRコードが読み取れない
• 外観品質にムラが出る

KEYENCE公式で
スペックを確認する

アルミ溶接の
課題解決なら

IPG Photonics
統合レーザー溶接システム

画像引用元： IPG Photonics公式サイト
（https://www.ipgphotonics.com/ja/en-us/products/laser-systems/integrated-laser-welding-system）

特徴

• 3kW～20kWクラスのファイバーレーザー。出力やビーム品質が安定し、薄板アルミでも溶け落ちにくい。
• 溶接用の専用ヘッドでWobble（ビーム揺動）にも対応。外観がきれい（ビードが整う）で、溶接ムラも抑えられる。
• 自動化・ロボットとの統合を前提としたシステム。大量生産でも安定した品質を保ち、生産性を向上。
• 設置が完了した後にメーカーのメンテナンストレーニングを受けられる。

こんな課題に

• TIG/MIGだと歪む
• ビード外観が悪い
• 薄板アルミが溶け落ちる
• 生産性が低い

IPG Photonics公式で
スペックを確認する

レーザー加工における
アルミニウムの特徴

アルミニウム（Aluminum：Al）は日本の1円玉の素材としても使用されている身近な金属であり、軽く、柔らかく、展性も高いとして様々な業界や目的で利用される素材です。アルミニウムの比重は鉄（Fe）の35％であり、同じ体積であれば大幅に重量を軽減できることがポイントです。

また、アルミニウムは熱伝導性に優れているだけでなく、溶接性や耐食性、成形性といった面でも多くの優れた特性を備えています。そのため電気機器の筐体や自動車部品、航空機・船舶・鉄道車両などのパーツなど、色々なものに利用されていることが特徴です。

なお、表面が鏡面加工されているアルミニウムはレーザーを反射しやすくなってしまうため、レーザー切断などが行いにくくなっています。その他、けがきができなかったり、熱変形が起こりやすかったり、バリの発生頻度が高いといったデメリットもあります。

本サイトではアルミニウム加工におすすめなレーザー加工機を、生産規模別にご紹介しています。
少量生産・大量生産のカテゴリからぜひチェックしてみてください。

アルミニウムに用いられる
レーザー加工機

アルミニウムをレーザーで切断加工する際には、一般的にCO₂レーザー加工機とファイバーレーザー加工機が用いられており、これらの選定が重要なポイントとなります。

ただし、CO2レーザー加工機ではアルミニウムのレーザー切断で注意すべきポイントもあります。

CO2レーザー加工機

CO2レーザー加工機はCO2（二酸化炭素：炭酸ガス）を媒質として使用したレーザー加工機です。発振器の中に炭酸ガスが充填されており、励起されたレーザーが出力ミラーから取り出され、さらに複数のミラーを反射して加工ヘッドまで電送されます。

アルミニウムをレーザー加工する場合、そもそもアルミニウムの表面が鏡面仕上げなどによって光を反射しやすい状態になっていると、切断するために発したレーザーがアルミニウムの表面で跳ね返って加工機へダメージを与えることがあります。

そこで、CO2レーザー加工機でアルミニウムをレーザー切断したい場合、反射してきたレーザーを遮断するような機構を搭載したレーザー加工機を利用しなければなりません。また、アルミニウムのレーザー加工を業者へ依頼する場合、まずアルミニウムに対応可能かどうかをチェックしておきましょう。

CO2レーザー加工機で行う
アルミニウム切断の特徴

CO2レーザー加工機でアルミニウムを切断加工する場合、あらかじめ注意しておくべきポイントが少なくありません。また、CO2レーザー加工機でアルミニウムを切断すると、断面にギザギザの筋のようなものが生じるため、場合によってはその後に表面処理を行い切断面を綺麗に仕上げる必要があります。

CO2レーザー加工機で切断できるアルミニウムの板厚はおよそ「t0.1～t6.0mm」程度になっていますが、実際に対応可能な範囲については改めて業者へ問い合わせてください。

ファイバーレーザー加工機

ファイバーレーザー加工機は光ファイバーを利用しているレーザー加工機であり、複数の発振器から出力されるレーザーを光ファイバーで1本にまとめた上、小さな焦点に高出力のレーザーを収束できる点が特徴です。そのため、CO2レーザー加工機で対応できないケースであっても、ファイバーレーザー加工機であれば切断などの加工を実現できる可能性があります。また、切断面が美しく整えられて仕上がることも特徴です。

高出力のレーザーで素早く加工できるため、例えばCO2レーザー加工機では反射率が高くて対応できないアルミニウム材であっても、ファイバーレーザー加工機であればリスクを抑えて速やかに加工できるかも知れません。

ファイバーレーザー加工機で行う
アルミニウム切断の特徴

ファイバーレーザー加工機によってアルミニウムを切断した場合、加工時間が短く、切断面が均一に仕上がって、さらにバリや歪みといった問題が生じにくいなどのメリットが挙げられます。加えてファイバーレーザー加工機はエネルギー効率が良く、CO2レーザー加工機よりもコストパフォーマンスに優れていることが重要です。

切断面が美しいため加工後の表面処理コストも抑えられます。

レーザー加工できる主な
アルミニウムの種類

A5052

アルミニウムを利用した合金として代表的な素材が「A5052」です。強度と切削性のバランスが良く、アルミニウム合金として広く普及しています。

A5052はアルミニウムへマグネシウムを添加しており、アルミニウムをそのまま使用するよりも溶接性や耐蝕性、強度といった面で向上していることがポイントです。

A1050

「A1050」はアルミニウム材の中でも、純度99.50％以上のアルミニウムを含有しており、一般的に「純アルミ」として扱われています。純アルミは柔らかく、アルミニウム合金と比較して強度面で劣るものの、曲げやすく延ばしやすく、熱伝導性や導電性に優れているため利用の幅が広くなっています。また、比重が軽いことも特徴です。

A2017

「A2017」は「ジュラルミン」と呼称されることもあるアルミニウム合金であり、熱処理によって強度を高められていることが強みです。2000番台のアルミニウム合金には銅やマグネシウムが含有されており、全体的に強度が高くなっています。

反面、加工性が低くなっており、耐蝕性や溶接性で他のアルミニウム合金に劣る場合もあります。

アルミニウムのレーザー加工で
注意すべきポイント

アルミニウムのレーザー加工では、金属特有の高い熱伝導性と反射率に注意が必要です。高出力レーザーでも素材に吸収されにくく、切断や刻印の精度が低い場合があります。

加工時には専用ガスを用いたり、酸化膜の除去などの前処理を行うことで、安定した加工が可能です。素材の密度に応じて焦点位置や出力を正しく調整し、不要な熱変形や表面の焼けを防ぐのも重要です。高温時の蒸気や金属粉塵の発生にも留意し、換気や防護装置を整えることで作業者の安全を確保することも大切です。