金属へのレーザーマーキングについて

2022年6月24日

表面処理・印刷・加工技術

レーザーマーキングは、対象物にレーザー光を照射して表面を溶かす、焦がす、剥離する、酸化させる、削る、変色させることでロゴや商品名、シリアル番号や型番などを刻印する加工方法です。物理的に対象物を彫り込むため、半永久的にマーキングが消えることがないのが特徴です。末吉でも金属銘板やプラスチック製品にレーザーマーキングした製品を取り扱っています。レーザーマーキングの詳細については下記のコラムでもご紹介しているので、ぜひご確認ください。

>>レーザーマーキングの詳細はこちら

今回は、金属に対するレーザーマーキングについてご紹介します。

レーザー刻印に適した金属

金属に対するレーザー刻印ですが、多くの金属に対して刻印が可能です。高硬度な材質にも印字できます。レーザー刻印に適している主な金属の代表例としては、ステンレス鋼、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム(アルマイト)、チタン、チタン合金、銅、真鍮などがあります。

金属レーザー加工の用途

レーザーで刻印された金属の用途は様々です。表札やネームプレート、指輪や時計などの宝飾品、身近なものですとノートPC・タブレットに刻印する例などもあります。金属に対して掘り込みをする加工で、半永久的に文字や模様が消えないため、幅広い分野で使用されています。

代表的なレーザー刻印機と金属刻印の向き不向き

YAGレーザー

YAGとはY（イットリウム）・A（アルミニウム）・G（ガーネット）と言われる結晶構造をもつ固体でこれらを用いた固体レーザーがYAGレーザーです。

レーザーマーキング加工をはじめ多くの分野で活躍する代表的な媒質のレーザーです。熱影響が少なく、金属やプラスチック、セラミックなどへの汎用マーキングから深彫りマーキングなどに用いられます。アルミや銅などの反射しやすい金属の加工もできます。金属を削らないため、素材の強度や耐久性を損なうことなく、半永久的に残る印字が可能です。

ただし、CO2レーザーやファイバーレーザーより価格やランニングコストが高くなります。

ファイバーレーザー

ファイバーレーザーとは光ファイバーを用いた固体レーザーです。ピンポイントに高出力での照射が可能で、金属やセラミックス等のマーキングによく使用されます。ファイバーレーザー加工は、アルミニウム、真鍮、銅、鉄、チタンなどのレーザー光を反射しやすい金属にも使えます。また、黒色印字や深彫り加工にも用いられています。消えにくく耐久性に優れた金属刻印ができます。

加工機の値段は高価ですが、ガス補充の必要がなくエネルギー効率も良いため、ランニングコストは安くなります。

CO2レーザー

CO2レーザーはCO2を媒質にした気体レーザーで、熱エネルギーで対象物に刻印します。紙やプラスチック、セラミックス、アクリル、木材など様々な対象物に印字できますが、アルミニウム、真鍮、銅、鉄、チタンなどの反射率の高い金属にCO2レーザー加工するには、工業用並みの高出力が必要になります。そのため金属への刻印には不向きです。

ただし、アルマイト処理されたアルミは、アルマイト層のみをレーザーで気化させることによって、文字や絵柄を作ることができます。

金属への印字の種類

金属へのレーザー刻印ですが、印字方法にも種類があります。金属印字の方法をご紹介します。

黒色印字

黒色印字は、酸化印字とも言います。黒色印字とは、レーザー光を対象物に照射する際に、焦点をずらすことで熱のみを伝えます。対象物を削らずに熱を与えることで表面に酸化膜ができ、この酸化膜が黒く見えることで黒い印字をすることができます。基材が金属の場合、酸化膜が黒いため、黒い色の印字になります。

白色印字

白色印字は、金属を削って印字するため、削り印字とも呼ばれます。レーザーを焦点位置で照射します。表面を凹凸に細かく削ることで光の乱反射ができ、白く浮き上がるようにする印字法です。

彫り込み印字

焦点位置でレーザーを照射し対象物の表面を削ります。レーザーの照射回数を増やして金属を複数回に渡り、深めに彫り込むことで印字したものが、彫り込み印字です。白色印字と違って彫った面が平らなため、印字は金属と同じ色になります。また、刻印後に基材を塗装しても、印字が見えなくなることはありません。

表面層剥離印字

表面層剥離印字は、加飾層剥離印字ともよばれます。金属基材の表面を覆っているめっき層やインキ塗膜などを、レーザーを照射することで除去します。除去することで地金の基材の下地が見えるようになり、表面の加飾層とのコントラストで文字や絵柄を浮き上がらせる印字方法です。

私たちにも身近な金属へのレーザーマーキング

金属へのレーザーマーキングは私たちの身近な製品など、様々な用途に活用されています。金属への刻印を検討されている場合や、刻印できる金属なのか不明な場合など、お困りの際はぜひご相談ください。下記にて金属への刻印の実際の事例をご紹介します。

当社の製作実績をご紹介

製品分類	–
素材	SUS304（ステンレス）
使用環境	–
仕様・規格	防錆
製作方法	レーザーマーキング
業界	–
サイズ	31mm×50mm