金属のレーザー エッチング: 知りたいことのすべて

レーザーエッチング金属とは何か知りたいですか？ 金属のレーザー彫刻と同様に、金属のレーザー エッチングでは、高エネルギーのレーザー ビームを使用して金属表面を熱エッチングします。 「金属のレーザー エッチングは、金属のレーザー彫刻または金属のレーザー マーキングと同じですか?」 もちろん違います。 これら XNUMX つのレーザー方式は似ている場合もありますが、多くの明らかな相違点があります。

この記事では、金属のレーザー エッチングについて詳しく紹介します。 また、この記事を読んだ後、これが金属加工プロジェクトに適した加工方法であるかどうかを判断できるようになることを願っています.

マークは耐久性があり、長期にわたって可読性を維持できるため、レーザー エッチング メタルは、製品のシリアル番号、バーコード、ロゴなどの永続的なマークを作成できます。また、エッチングの深さが 0.02 mm を超えないため、レーザー エッチングは貴金属の加工に適しています。 ジュエリー カスタマイズの分野では、ジュエリー メーカーはレーザー エッチング法を使用して、顧客に合わせて独自のパターンをカスタマイズできます。

また、レーザーエッチング金属と染色プロセスを組み合わせて、より多様な着色効果を実現することもできます。 これには、金属プレートを洗浄し、感光性フィルムでコーティングする必要があります。 図面をフィルムで表示するには、コンピュータ グラフィックスが必要です。 フィルムを適切な場所に置き、素材を露出させます。 レーザービームは光透過領域の下のコーティングのみを照射し、照射されたコーティングは硬化するため、現像液は硬化したコーティングを溶解して除去することができません。 現像後、エッチング剤を表面にスプレーすると、エッチング剤が硬化したコーティングの外側の材料を溶解し、残りの部分がエッチングされたパターンになります。

金属のレーザー エッチングには、他の種類の金属エッチング方法に比べて次のような利点があります。

1. 金属のレーザー エッチングは高速で効率的です。 その加工速度はレーザー彫刻金属の XNUMX 倍です。
2. レーザーエッチングは精度が高い。 エッチングされたパターンはクリアで読みやすく、細部を非常によく反映しています。
3. エッチングの痕跡は永久的です。 摩耗や極端な温度に耐えることができます。 また、改ざんや削除を防ぐことができます。
4. 金属のレーザーエッチングには幅広い用途があります。 ステンレス、アルミ、銅など様々な材質に対応できます。
5. レーザーエッチングは非接触加工のため、工具の摩耗がありません。 これにより、ユーザーのメンテナンス費用を大幅に節約できます。
6. 金属のレーザー エッチングは自動的に行われ、人間の介入はほとんど必要ありません。 また、エッチングパターンとテキストに制限はありません。 パソコンで絵を描いていれば、レーザーエッチング機でエッチング作業を綺麗に仕上げることができます。
7. 同じエッチングパターンであれば、XNUMX回の設計で量産が可能です。 これにより、金属加工企業の生産コストを節約できます。

多くの人は、レーザー エッチングをレーザー彫刻やレーザー マーキングと混同しがちです。 これら XNUMX つのテクノロジは互換性がある場合もありますが、実際には多くの違いがあります。 まず、レーザーエッチング金属とレーザーマーキング金属の違いを見てみましょう。

金属のレーザーマーキングは、レーザービームと金属表面の相互作用です。 金属表面にレーザー光を照射し、酸化させ、特性や外観をわずかに変化させます。 このプロセスは、金属表面の化学変化です。 酸化した材料の表面は黒くなり、酸化した部分と酸化していない部分の色のコントラストが強くなります。 レーザーマーキング金属は、金属表面に損傷を与えません。 さらに、レーザーマーキングの出力は非常に低いです。 レーザーマーキングは、一般に識別コード、シリアル番号、バーコードなどを作成します。マーキング速度は最大 7000mm/s と高速です。 レーザー加工は金属を彫刻するのではなく、材料の表面にマークを付けるだけです。

要約すると、レーザーマーキングとレーザーエッチングには明確な違いがあります。 つまり、レーザーマーキングは付加的であり、材料の表面にマークを残します。 ただし、レーザーエッチングはサブトラクティブで、材料の表面の一部を除去します。

レーザーエッチングとレーザー彫刻の両方が金属の一部を除去します。 それで、それらは同じですか？ もちろん違います。 レーザーエッチングはレーザー彫刻のサブセットと言えますが、それでもいくつかの違いがあります。

まず、レーザー彫刻の定義を見てみましょう。 レーザー彫刻は、レーザービームを使用して金属表面の一部を蒸発させ、空洞を形成します。 これは物理的な変化であり、彫刻の凹みは手で触れることができます。

では、レーザーエッチングとレーザー彫刻の違いは何ですか? 主な違いを以下に示します。

レーザー彫刻は、レーザービームを使用して材料を燃焼させ、気化させます。これは物理的な変化です。 レーザーエッチングは、物質間の酸化還元反応を利用して、化学変化である金属表面を溶解します。

レーザーエッチング金属の深さは比較的浅いです。 レーザー エッチングでは、金属の最上層のみが除去され、黒い跡、白い跡、または灰色の跡が残ります。 レーザーエッチングは金属に食い込みません。 対照的に、レーザー彫刻は表面に線を刻みます。 相対的に言えば、金属をレーザーでエッチングする効果は、金属をレーザーで彫刻するよりも弱いです。

レーザー彫刻は、金属、金属合金、非金属などを加工できます。レーザーエッチングは、一般的に金属または石材を扱います。 一部の硬い素材は彫刻が難しく、コストがかかるため、代わりにレーザーエッチングが一般的に使用されます。

レーザー彫刻プロセスは非常に簡単です。 レーザー彫刻機は、前処理工程や溶剤なしで金属片を直接加工できます。 しかしながら、レーザーエッチングプロセスは複雑である。 素材には前処理が必要です。 そして、エッチングプロセスの後、エッチングされた材料も次の処理が必要です。

レーザー彫刻は金属を気化させるため、金属をレーザーでエッチングする (金属を溶かす) よりも多くの電力が必要になるため、レーザー彫刻の効率はエッチングよりも低くなります。 レーザー彫刻は、小規模な金属加工に適しています。 対照的に、レーザーエッチングは高速で、金属の大量加工に使用できます。 レーザーエッチングの速度は、レーザー彫刻の速度のXNUMX倍以上です。

レーザーエッチング金属は、レーザー彫刻よりも加工精度が高いです。 フォトレジスト工程と組み合わせれば、最小加工寸法は0.01mmです。 さらに、レーザー エッチング金属のエッジ仕上げは、レーザー彫刻よりも優れています。

金属のレーザー エッチングと金属のレーザー彫刻には、どちらにも長所と短所があります。 一方では、レーザーエッチングは高効率で精度が高い。 一方、レーザー彫刻はさまざまな素材を加工でき、操作も非常に簡単です。 プロジェクトの処理方法を選択するときは、特定の処理要件 (処理材料、処理効率、処理効果など) に従って選択できます。

これで、金属のレーザー エッチングと、レーザー彫刻およびレーザー マーキングの違いがわかりました。 では、金属のエッチングにはどのようなレーザーが適しているのでしょうか? それは間違いなくファイバーレーザーです。

一般的なレーザー光源には、CO2 レーザー光源とファイバーレーザー光源があります。 XNUMX つのレーザーは異なる波長を生成し、各材料は異なる波長を吸収します。

金属材料は、ファイバーレーザーの波長をより効果的に吸収できます。 したがって、ファイバーレーザーはCO2レーザーよりも金属材料のエッチングに適しています。

金属のレーザーエッチングは、主に鋼、アルミニウム、銅、チタンの材料に適用されます。

レーザーエッチング金属の主な用途は、部品を追跡できるように、永久識別コード、偽造防止ラベル、商標、ロゴなどを金属部品にマークできることです。 数年経って不具合が見つかったとしても、メーカーはエッチング情報から部品を追跡することができます。 さらに、多くの国では、機械部品に識別情報を表示することを義務付ける法律を発行しています。 金属のレーザー エッチングは、航空宇宙、電子機器、器具、医療機器、自動車部品、ジュエリーのカスタマイズ、その他多くの業界で広く使用されています。

航空宇宙産業では、エンジンやプロペラなどの航空機のコア コンポーネントは、製造元、モデル、認証などを含む詳細な情報を示す必要があります。

医療産業もレーザーエッチング金属技術を必要としています。 医療機器には、部品の安全性と信頼性を証明するために重要な情報をエッチングする必要もあります。

自動車製造業界では、自動車メーカーがレーザーエッチングを使用して各部品の詳細情報をトレースすることで、自動車部品の安全性と信頼性が確保されています。 エッチング マークには、メーカー、製造時期、モデル番号などが含まれます。部品に問題が発生し、交換が必要になった場合、メーカーはエッチング マークに従って特定の情報を追跡できます。 また、問題の原因を分析し、同じ部品を使用している車を数え、必要に応じて製品を回収することも容易になります。

ジュエリーのカスタマイズ業界では、多くのお客様が、ジュエリーに特別な意味を与えるために、ユニークなパターンを彫刻したいと考えています。 これは、レーザーエッチングによって実現できます。 レーザー エッチングは、他の方法では困難な非常に小さなジュエリーを加工できます。

金属のレーザーエッチングは、金属加工分野で唯一の加工方法です。 識別コードをエッチングすることにより、金属材料を一意で追跡しやすくすることができます。 また、レーザーエッチング金属は高効率で高精度であり、自動車製造ラインと組み合わせて自動バッチ処理を実現できます。 さらに、ジュエリーのカスタマイズにも使用でき、お客様がそれぞれのジュエリーに独自の意味を持たせるのに役立ちます。 金属のレーザーエッチングを開始する準備はできていますか? もしそうなら、始めましょう！

最初に行う必要があるのは、エッチングするパターンを準備することです。 レーザーソフトで扱える既製の絵を選ぶか、お絵描きソフトで好きなエッチングパターンを描きます。

金属レーザー エッチングに適した描画ソフトウェアには、Adobe Illustrator、AutoCAD、LaserGRBL、Laserweb、Lightburn、Inkscape、Draftsight、SketchUp、Solidworks、OnShape などがあります。 公式ウェブサイトでソフトウェアをダウンロードできます。 Adobe Illustrator、Draftsight、Lightburn など、一部のソフトウェアは有料です。 また、LaserGRBL、LaserWeb、Inkscape など、一部のソフトウェアは無料です。 費用を節約するために、まずこれらの無料ソフトウェアを試して、エッチング パターンを描画するのに十分な機能があるかどうか、およびレーザー エッチング マシンで受け入れられる形式でパターンを保存できるかどうかを確認してください。

エッチングパターンを描くときは、パターンのサイズと比率を考慮する必要があります。 また、最終的なエッチングパターンは黒、白、または灰色であるため、カラーパターンはエッチングに適していません。 カラーパターンを白黒画像に変換する必要があります。 画像形式については、お使いのレーザーエッチング機が対応している画像形式に合わせて保存してください。 画像は通常、ベクター画像または PDF 画像です。 湾曲した金属オブジェクトにパターンをエッチングする場合は、エッチングされたパターンが狭くなりすぎないように、画像を適切に引き伸ばす必要があります。

XNUMX 番目のステップでは、パターンをエッチングする必要がある金属オブジェクトをきれいにする必要があります。 さびや腐食を取り除き、金属表面を乾いた清潔な状態に保ちます。

金属製の物体を前処理する必要があるのはなぜですか? その理由は、金属表面の錆、油、その他の汚染物質がレーザー アブレーションに影響を与えるためです。最高のエッチング効果を得るには、それらを完全に除去する必要があります。

金属加工品のクリーニングに関しては、試すことができる方法がたくさんあります。 ここでは、比較的簡単な金属洗浄方法をいくつか挙げました。

油汚れの落とし方：液体洗剤を金属面につけ、綿棒でこすって泡を出します。 油汚れが溶けたら、綿球で拭き取ります。

さびを取り除く: さびた部分を重曹の粉末で覆い、XNUMX 時間放置するか、金属を白酢に一晩浸してから、スチール ウールまたはたわしで金属をこすります。

湿気を取り除く: タオルを使用して金属を完全に拭き、換気の良い環境で乾かします。

エッチングする必要のある金属を洗浄して乾燥させた後、次のステップはエッチング液をスプレーすることです。

エッチャントは、エッチングされた部分をより鮮明に表示するためのものです。 金属をエッチングする際、エッチング液を吹き付けないとエッチング効果が十分に出ないことがあります。 したがって、金属表面にエッチング剤をスプレーすることは、金属のレーザー エッチング プロジェクトに必要なステップです。

CerMark LMM 6000、CerMark ULTRA、または markSolid 114 スプレーが適しています。 これらのスプレーは、さまざまな金属に耐久性のある黒色層を生成でき、特にアルミニウムにスプレーして鮮明な色のコントラストを生成するのに適しています。 スムーズ スプレー システムを備えたバージョンを選択すると、小さな領域でも大きな領域でも、より均一かつスムーズにスプレーできます。 また、使用前にスプレー缶をよく振って、エッチング液が缶内に均等に浮遊するようにしてください。

より安価な代替品をお探しの場合は、ドライ モリー ルーブが最適です。 ドライモリ潤滑剤の缶は、通常、わずか約2ドルです. また、ステンレス鋼の溶射に非常に適しています。 金属表面にスプレーした後、モリ潤滑剤はすぐに蒸発し、金属表面に薄いフィルムを形成します。 最初のレイヤーが乾いたら、3 番目または XNUMX 番目のレイヤーをスプレーし続けます。 必要に応じて XNUMX ～ XNUMX 層をスプレーできます。

レーザーエッチング機を使用するためのXNUMXつの重要なこと：

1. 操作の前および操作中は、レーザーによる安全への傷害を防ぐために、必要な保護具を着用する必要があります。
2. 特定の材料のエッチングが初めてで、どのパラメータを使用すればよいかわからない場合は、まずサンプルで試し、さまざまなパラメータ (レーザー出力、速度、レーザー焦点など) でエッチング効果を確認してください。

では、レーザーエッチングを始めましょう！

まず、保護メガネを着用してください。 そして、溶射された金属物を機械テーブルに置きます。 レーザー エッチング マシンの電源を入れ、マシンの制御ソフトウェアにエッチング パターンを読み込みます。 次に、レーザーの高さを調整し、レーザーの出力と速度を設定して、エッチングを開始します。 エッチングが終わったら、レーザーでエッチングされていないスプレー層をアルコールまたは柔らかい布で拭き取ってください。最終的なエッチング結果を楽しむことができます。

エッチングプロセス中、レーザー速度とレーザー出力の両方がエッチング効果を大きく変えることに注意してください。 したがって、最初に金属サンプルのさまざまな部分をエッチングし、エッチング効果を比較して最適なエッチング パラメーターを見つけるために、さまざまな電力と速度を使用することをお勧めします。 エッチングの結果がはっきりと見えない黒い領域である場合は、エッチング速度が遅すぎるか、レーザー出力が高すぎて材料が過熱している可能性があります。 エッチング痕が比較的浅い場合は、エッチングパワーが不足しているか、エッチング速度が速すぎる可能性があります。

金属のレーザー エッチングは楽しいプロセスです。 オブジェクトにユニークなパターンを作成できます。 急いで金属片を用意して、レーザー エッチングを試してみましょう。 また、金属レーザー エッチング装置をまだ入手していないが、頻繁にレーザー エッチングが必要な場合は、プロジェクトをサポートする優れた金属レーザー エッチング装置を見つける絶好の機会です。