銅のレーザー加工について

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COPPER LASER PROCESSING

銅のレーザー加工
特徴・材質の種類・注意点を解説

銅は導電率・熱伝導率に優れ、電気部品、熱交換器、配管など幅広い分野で使われる金属です。一方で、レーザーを反射しやすく熱も拡散しやすいため、材質・板厚・加工内容に合わせた設備と条件の選定が欠かせません。

銅加工では、反射材への対応可否、熱影響への対策、求める精度と生産量を確認することが重要です。加工先へ依頼する場合も、材質と加工条件を具体的に共有しましょう。

銅加工の前に、まず整理したい3つの条件

加工内容
切断・穴あけ、溶接、マーキングでは、必要なレーザーの波長・出力・加工条件が異なります。
材料条件
C1020、C1100、C1220など、銅の種類、板厚、表面状態によって熱の伝わり方や加工難易度が変わります。
品質・生産条件
変形・バリ・スパッタの許容範囲と、試作・少量生産・量産のどれを想定するかを確認します。

既存設備では対応が難しい
銅加工の課題に応える!
国内サポートに対応する
レーザー加工機3選

銅はレーザー加工が可能な材料ですが、切断・溶接・マーキングでは品質のばらつきや安定性に課題が出やすい素材でもあります。既存設備では銅加工だけが思うようにいかず、あらためて「銅を前提にしたレーザー加工機」を検討する企業も。そこで銅加工の品質・安定性を引き上げたい企業向けに、国内サポートに対応するレーザー加工機をご紹介します。

切断・穴あけ加工なら

Bodor A・i・C
シリーズ
(販売店:ユー・イー・エス)

Bodor A・i・Cシリーズ
画像引用元::ユー・イー・エス公式サイト
(https://www.uesltd.co.jp/products/bodor/bodor_lp.php)

特徴

  • 銅加工で不安定になりやすい穴あけ。装置機能として最適化するA・iシリーズなら銅加工の作業の合理化を図れる
  • 銅材の反り・局所変形を想定した衝突防止機能を搭載。試作~量産立ち上げリスクを下げ、安定運用につなげる
  • 材料コストの影響が大きい銅材。ネスティングや条件最適化ができるため、安定した品質とコスト管理を実現
  • 国内販売店:ユー・イー・エスなら、納品後のメンテナンスや操作講習、保守などに対応。
溶接加工なら

TruDisk
(メーカー:TRUMPF Japan)

TruDisk
引用元:TRUMPF Japan公式サイト
(https://www.trumpf.com/ja_JP/製品/レーザ/レーザ装置/溶接用レーザ/)

特徴

  • 一般的なレーザーでは反射率が高い銅。TruDiskなら吸収率が高いグリーン波長を選択。溶接開始から溶融状態まで安定。
  • 銅溶接で発生する飛散は、外観不良、導通不良、検査工数の増加に。TruDiskなら飛散低減を前提。溶接品質が向上
  • 銅は条件変動の影響を受けやすく、試作止まりに終わることも。TruDiskなら量産工程を前提とした構成で工程が安定
  • 日本法人を通じて、保守・メンテナンス、トレーニングといったメーカー直の国内サポートを受けられる。
マーキング加工なら

レーザーマーカー
(メーカー:日立産機システム)

レーザーマーカー
引用元:日立産機システム公式サイト
(https://www.hitachi-ies.co.jp/products/marking/lm/)

特徴

  • 銅は反射率が高くマーキングの視認性に課題が出やすい素材。レーザーマーカーなら銅に適したレーザー種を選定可
  • 銅部品では読み取り精度と印字の安定性が重要。レーザーマーカーは銅表面でも高精細な印字を安定して形成しやすい
  • 銅マーキングは条件差の影響を受けやすいが、レーザーマーカーの事前テストと導入後サポートで工程安定化に有効
  • 遠隔で各製品の稼働状況を監視するサービスを提供。適切なタイミングで保守を受けられる。

レーザー加工における銅の特徴

銅は金属表面の反射率が高く、レーザー加工が難しいとされる金属素材です。また、導電率と熱伝導率が高いため、レーザー加工で加えた熱が広がりやすく、反りや歪みが生じやすいことも無視できません。

一方で、銅は電気・熱を伝えやすい特性を活かし、電気部品、熱交換器、配管、建築資材など多様な分野で利用されています。加工精度に優れるレーザー加工と適切に組み合わせることで、銅の特性を活かした部品加工を行えます。

銅を使うメリット
  • 導電率・熱伝導率に優れ、電気・熱を扱う部品に活用できる
  • 耐食性や展延性を活かし、幅広い加工用途に対応する
  • 高精度な切断・穴あけ・マーキングに利用できる
加工時に確認したいこと
  • 反射材に対応した設備・レーザー条件であるか
  • 熱の拡散による反り・歪みを抑えられるか
  • 材料コストと歩留まりを管理できるか

レーザー加工できる主な
銅の種類

材質 主な特徴 用途・加工時の確認点
無酸素銅
(C1020)
純度99.96%超の高純度銅です。導電性・熱伝導性に優れ、高温下でも水素脆化が起こりにくい特性があります。 高い導電性・熱伝導性を活かす用途に向きます。粘り気が強く、切削性はあまり良くないため、加工条件の確認が必要です。
タフピッチ銅
(C1100)
純度99.9%以上の純銅で、少量の酸素を含みます。入手しやすく、工業・産業分野で広く使われます。 耐食性・耐候性・展延性を活かした用途に対応します。600℃超での加熱では、水素脆化による亀裂に注意が必要です。
りん脱酸銅
(C1220)
りんを使って酸素を除去した純銅です。無酸素銅やタフピッチ銅と比べると純度は低いものの、水素脆化が起こりにくい特性があります。 溶接、ろう付け、曲げ、絞りなどに使われます。ガス管、建築資材、熱交換器などが主な用途です。

主な銅加工の種類と特徴

切断加工
板材や部品を任意の形状・サイズに切断する加工です。レーザーを一点に集中させて金属を切断しますが、銅では反射と熱影響を考慮した条件設定が必要です。
曲げ加工
銅は柔らかく曲げやすい一方、歪みやスプリングバックを考慮する必要があります。精密な曲げ加工では、材質の特性を理解した設計・加工が重要です。
溶接加工
銅は熱が拡散しやすく、目的の部位だけを溶接することが難しい素材です。高出力レーザーや、銅に適した波長・条件を用いて検討します。

銅のレーザー加工で注意すべき
ポイント

銅のレーザー加工では、高い反射率と熱伝導率が大きな課題となります。レーザー光が反射して機械内部へ影響を与える可能性があるため、銅に対応したレーザー加工機を使用し、保護機構や出力設定を確認します。

焦点位置や切断速度の調整が適切でないと、変形や切断不良が起こる可能性があります。加工テストでは、実際に使う材質・板厚で、切断面・バリ・熱影響・加工時間を確認することが重要です。

  • 銅の種類、板厚、表面状態、加工形状を事前に共有する
  • 反射材に対応した加工機・レーザーヘッド・保護機構かを確認する
  • 出力、速度、焦点位置を調整し、変形や切断不良を抑える
  • 材料費を踏まえ、ネスティングや歩留まりも含めて検討する
  • 試作・量産それぞれで、必要な加工速度と品質を確認する
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銅など高反射材の切断・穴あけを
内製化・高速化したい企業へ

銅の切断設備は、出力の大きさだけで判断できません。反射材への対応可否、板厚に応じた加工条件、求める切断面の品質、生産量まで確認して、自社に合う構成を選ぶ必要があります。

bodor Aシリーズ ファイバーレーザー加工機 画像引用元URL:ユー・イー・エス公式サイト
(https://www.uesltd.co.jp/products/bodor_a/)
STANDARD MODEL|bodor Aシリーズ

銅を含む金属切断を、
加工サイズ・生産量から検討できる

小型ワーク中心のA3から大型ワークに対応するA14までそろうため、いまの加工条件だけでなく、将来的な大判材・高出力ニーズも見据えて選べます。

  • A3は加工範囲3,048×1,524mm、出力は1.5kW・3kW・6kWから選択可能
  • A4は最大12kW、A6 Plusでは最大60kWの出力構成を案内
  • 最大連動速度100m/min、最大加速度1.5Gの仕様を掲載
  • アルミ・真鍮・銅など、高反射材への対応をうたうスキャニングヘッドを案内

動画で確認|bodor i5の製品紹介

※動画引用元URL:株式会社ユー・イー・エス公式YouTubeチャンネル(https://www.youtube.com/watch?v=6o_k4NLgqf0)

まずは、銅の材質・板厚・形状・必要な生産量を伝え、加工テストや仕様確認から始めると比較が進めやすくなります。

Bodorの加工事例・動画・仕様を確認する
POINT 「生産規模×銅加工」で
自社に合う1台を選ぶ

銅の設備比較は、反射材への対応と、実材料での加工品質を同じ条件で確認することが重要です。

本サイトでは、少量生産・大量生産の生産規模別におすすめのレーザー加工機を紹介しています。銅の材質、板厚、加工形状、生産量を整理したうえで、候補機種を比較してください。

【生産規模別】
少量生産で
おすすめのレーザー加工機3選

レーザー加工機はその種類によって素材の向き・不向きがあります。
ここでは少量生産を行う企業に向け、加工したい素材別におすすめのレーザー加工機をご紹介します。

金属なら
切断・穴あけ・ノッチングを
2000万円台で実現
bodor
bodor
引用元:ユー・イー・エス公式HP
(https://www.uesltd.co.jp/products/bodor_i/)
  • ファイバーレーザー
こんな現場におすすめ
  • 鉄工所
  • 金型工場
  • アクセサリー制作
  • デザイン事務所など
電子部品なら
M2値も1.3未満
熱影響を抑えた精密加工
CryLaS
CryLaS
引用元:日本レーザー公式HP
(https://www.japanlaser.co.jp/product/crylas_fqcw266-series/)
  • UVレーザー
こんな現場におすすめ
  • プリント基板工房
  • 研究機関
  • 時計工房など
非金属なら
         
1台で木材・アクリル・ガラスに対応し、ものづくりの幅が広がる
smartDIYs
smartDIYs
引用元:smartDIYs公式HP
(https://www.smartdiys.com/etcher-laser-pro/)
  • CO2レーザー
こんな現場におすすめ
  • 革製品工房
  • ガラス工房
  • 雑貨製造業
  • オーダーメイド製作業など
【生産規模別】
大量生産向けの
レーザー加工機3選

レーザー加工機はその種類によって素材の向き・不向きがあります。
ここでは、大量生産を行う企業に向け、加工したい素材別におすすめのレーザー加工機をご紹介します。

金属なら
独自の発振器とビーム制御で
バリを低減
し、高品質加工を追求
三菱電機
三菱電機
引用元:三菱電機公式HP
(https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/mecha/laser/pr/fv/index.html)
  • ファイバーレーザー
こんな業種におすすめ
  • 自動車部品製造業
  • アルミ・ステンレス加工工場
  • プラント機器製造工場など
電子部品なら
ピコ秒発振器とφ20μm以下の
Cu-Direct加工
で極小径加工を実現
ビアメカニクス
ビアメカニクス
引用元:ビアメカニクス公式HP
(https://www.viamechanics.com/products/laser/1582/)
  • UVレーザー
こんな業種におすすめ
  • 電子部品工場
  • FPCメーカー
  • プリント基板製造など
非金属なら
アクリルや、木材、骨角まで
素早くダブルヘッド同時加工
AIZ
AIZ
引用元:AIZ公式HP
(https://www.aizmachinery.jp/jadc-1007-150)
  • CO2レーザー
こんな業種におすすめ
  • 家具工場
  • 木工メーカー
  • インテリア製造業など