レーザーで加工できる木材とレーザー加工の種類

このページでは、木材に対してレーザー加工を行う際のポイントや、そもそもレーザー加工に適した木材の種類などについて詳しく解説しています。木材へのレーザー加工を業者へ依頼する際の参考にしてください。

木材にできるレーザー加工

木材といっても様々な種類がありますが、一般論として木材はレーザー加工へとても適した素材とされています。木材へのレーザー加工では、切断や彫刻など複数の加工方法が選択可能であり、たとえばレーザー出力を調整することで、彫刻の濃淡やコントラストを自在にコントロールすることもできます。

まずは木材にできるレーザー加工を把握しておきましょう。

カット・切断・穴あけ

木材はレーザー加工によって切断したり、穴を開けたりすることが可能な素材です。あらかじめ作成しておいたデザインデータに従って、レーザー加工機が木材を任意の形状やサイズにカットできるので、色々な業界で木材のレーザーカットといった加工が利用されています。

ただし、レーザーの熱で木材を焼き切るという特性上、カットした断面が熱で焦げて黒く変化するといった特徴もあります。

彫刻

レーザーの熱で木材の表面を削り取り、文字やロゴ、イラストなどを彫刻することも可能です。

木材へのレーザー彫刻では、使用する木材の種類や加工機の特性によって、レーザーが照射された部分やその周辺に色調の変化が生じることがあります。材料の種類によっては、レーザー照射により木材が黒く変色する場合もあり、その特性を活かしてデザイン性を高める演出が可能である点も特徴のひとつです。

そのため、木材へのレーザー彫刻では素材適正をしっかりと確認するようにしてください。

レーザー加工の長所

大きな木くずや削りカスが
発生しない

例えば木材をのこぎりやチェーンソーなどの工具で切断しようとすれば、どうしても大きな木くずや削りカスが発生します。しかし、レーザー加工で木材を切断する場合、素材をレーザーのエネルギーで焼き切るため、細かい粉塵や煙は生じるものの大きな木くずや削りカスといったものが発生しません。

そのため加工後の処理や片付けも楽になります。

複雑な加工も可能

レーザー加工ではあらかじめエンジニアが作成したデザインデータなどを使って、複雑なデザインや形状の加工を行うことができます。そのため、のこぎりや彫刻刀による人間の作業では困難だった複雑な加工も実現できる点がメリットです。

ただし、精密加工では必ず素材適正やレーザーの出力調整をきちんと行うことが必要です。

材料の固定作業が不要

レーザー加工によって木材を切ったり彫ったりする場合、のこぎりで木材を切る時のように作業場へしっかりと固定する必要がありません。

これにより、従来は固定することが困難だったサイズや形状の木材に対しても加工できるため、より加工の幅を広げることができます。

レーザー加工できる木材の種類

木材といっても完全な天然素材から、合板やMDFなどのように自然由来素材を人工的に加工されたものまであり、また木材の種類によっても特性は様々です。

基本的に木材はレーザー加工へ適正の高い素材とされていますが、特に木目が均一で色の変化が少ないものが適しています。

軟木・針葉樹

ヒノキ、マツ、スギ、バルサといった軟木や針葉樹は、木材の中でも比較的柔らかい素材である点が特長として挙げられます。

そのため、軟木・針葉樹は比較的低い出力のレーザーでも加工しやすいことが特徴です。

また、レーザー彫刻した部分が白っぽくなるといった特性があります。

硬木・広葉樹

サクラ、ケヤキ、カエデ、ウォルナットなどの硬木や広葉樹は、木材の中でも硬質なため、レーザー加工を行う際には比較的高い出力が求められます。また、高出力のレーザーを使用するため、照射部分が黒く焦げたように変色しやすい点も特長のひとつです。

なお、緻密な木目を持つことが多い硬木・広葉樹はレーザー彫刻へ適しています

合板・ベニヤ板

複数の木材を人工的に貼り合わせたものが合板・ベニヤ板です。あらかじめ均一に加工されているため、レーザー加工後の状態をシミュレーションしやすいことがメリットです。

ただし、異なる木材が張り合わされているため、どのような素材が使用されている合板か事前に確かめておくことが欠かせません。

MDF（中密度繊維板・中質
繊維板）

MDFとは、木材チップや植物繊維を原料として、合成樹脂を混合し、高温・高圧でプレスして製造する建材です。低コストで加工しやすく、建築業界だけでなくレーザー加工業界でも選ばれやすい木材です。

MDFはメーカーごとに種類も異なるため、レーザー加工前に利用するMDFの特性をチェックしておきましょう。

木材をレーザー加工する際の
注意点・ポイント

一般的に木材はレーザー加工へ適正の高い素材とされています。そのため、建築業界だけでなく様々な業界において木材へのレーザー加工が利用されています。

反面、木材は天然素材ということもあり、個々の素材に性質の差があることも重要です。同じ種類の木材であっても採取された地域や時期、加工されている部位などによって歪みやソリ、色調などの個体差があり、均一の品質をレーザー加工で再現しようとすればまず素材選びを慎重に行うことがポイントとなります。

加工時のヤニの発生・付着を
防ぐ方法

木材をレーザーで加工すると、加工後に茶色くねばついた物質が残っていることもあります。これは、レーザー加工によって木材の「ヤニ」が表面へ生じていることが原因です。

ヤニが残っていては素材や製品として不適切なため、加工前に不要な部位をマスキングテープで保護したり、加工後の洗浄や研磨などでヤニを除去したりすることが必要です。

以下にヤニを防ぐ代表的な方法をご紹介します。

エアーを適切な出力に設定する

レーザーを照射する際にエアーを吹き付けることで、粉塵やヤニの発生・付着を防止することが可能です。なお、エアーの出力調整が適切に行われず、エアーの出力が弱いままレーザー加工を行った場合、ヤニが付着しやすいだけでなく発生した煙でレーザー加工機が汚れたり、木材が発火したりする原因にもなるため注意してください。

マスキングテープなどで表面を
養生する

あらかじめマスキングテープによって木材をカバーして、加工しない部分を隠しておくことも有効な方法です。

ヤニの発生を完全に防ぐことは困難ですが、マスキングテープを貼っておくことで、加工部位の周囲へヤニが直接に付着することを防げます。

加工後はマスキングテープを剥がして仕上げを行います。ただし、マスキングテープを貼る際は加工部位へ重ならないように注意してください。

ぬるま湯・水で軽く洗う

レーザー加工を終えた後で、水やぬるま湯を使って木材の表面を洗い、ヤニを落とすといった方法も一般的です。ただし、水やぬるま湯を使って木材が水分を含んだ場合、必要に応じて乾燥などの作業を行わなければなりません。

なお、細かい部分へ付着しているヤニを落とすような場合、ブラシなどを使ってしっかりと洗い落とすといった一手間も重要ポイントです。その場合、木材の表面を傷つけないように配慮しましょう。

やすりやサンドブラストで
表面を削る

レーザー加工後にヤニが付着した部分や、焦げて黒く変色した部分を、やすりやサンドブラストによって研磨して削り取るといったこともメジャーな方法です。

ただし、研磨によってヤニや焦げを落とせるのは、あくまでもやすりがけなどを行える木材が対象です。

研磨はヤニを落とすだけでなく、表面の状態を均一化して手触りを良くできることもメリットといえます。