レーザー彫刻の解説:切断、凹版、凸版の3技法
レーザー彫刻機は一般的に材料の切断と彫刻に使用されます。レーザー彫刻は、切断彫刻、凹版彫刻、凸版彫刻の3種類に分類されます。レーザー彫刻の材料除去原理はレーザー切断と同じで、複数の未切断スロットを連結して材料除去領域を形成します。レーザー溝の断面は「V」字形で、切断速度が遅いほどレーザー電流が大きいほど溝の幅と深さが大きくなり、切断速度とレーザー電流は溝の深さに対する影響が幅よりも大きいです。

作動原理
レーザー彫刻の基本原理はレーザー切断と基本的に同じで、高エネルギー密度レーザービームを熱エネルギーに変換し、材料を瞬時に熱分解・炭化させて材料の一部を除去します。レーザー切断は材料の異なる部分(主に板材)を分離するのに対し、レーザー彫刻は木材表面に所望の模様、パターン、文字を加工します。同じ材料であれば、レーザー切断には比較的大きなエネルギーが必要ですが、レーザー彫刻はワークを切断しなくてもよいため、比較的少ないエネルギーで済みます。
メリット
レーザー彫刻は非接触加工法です。従来の機械加工と比較して、切りくず汚染がない、工具摩耗がない、工具交換不要、騒音公害がない(騒音は非常に低い)などの利点があります。レーザー切断ヘッドの集光レンズはレーザーを極めて小さなスポット(一般的に直径0.1~0.5mm)に集光します。レーザービームの焦点を被加工面付近に位置させ、被加工材料を溶融・気化させます。同時にビームと同軸の気流が切断ヘッドから噴出し、溶融・気化した材料を切断底部から吹き飛ばします。
種類
1. 切断彫刻
材料表面に所望のパターンを切断法で加工します。パターンをまず複数の線形に分解・表現し、それらの線をレーザーで切断することで、切断線で表現されるパターンを得ます。
2. 凹版彫刻
パターン部分を切り取り、パターン周囲の材料表面を残します。ここには2つのケースがあります。第一に、パターン上の各点で同じ切断力を用いる場合。彫刻パターンは主に輪郭形状で表現されます。第二に、パターンの明暗分布とコントラストに基づく場合。「暗い」部分を多く切り取り、「明るい」部分を少なく切るか切らないかです。前者は文字、動物、植物など外観重視のパターンに適し、後者は顔の表情など細部のあるパターンに適しています。
3. 凸版彫刻
凹版彫刻とは逆に、パターン周囲の材料のみを切断し、各点の切断力は同じですが、パターン自体の材料は切断しません。この彫刻法は文字、グラフィック輪郭などの表現に適しています。後者2つの彫刻法では、材料除去の方法として、レーザーヘッドが切断面を通過するたびに線状の溝を切り、少し離れて次の線を切ることを繰り返します。通常、2つの溝の間隔は0.05~0.5mmです。このように複数の線状切断で、これら2つの彫刻形式に必要な領域形成材料を除去します。もちろん、凹版彫刻の第2形式では、同一の切断線上で溝のサイズ、特に深さが必要に応じて変化します。
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