専門家によるCNC金属切断機比較・選定ガイド

名前が示す通り、金属切断機は金属材料の切断に特化したマシンまたは工具です。金属切断機は駆動方式により、手動、半自動、全自動タイプに分類されます。バンドソー、チョップソーなど多くの金属切断工具は安価、柔軟、操作が簡単。生産性の低い金属切断ワークショップに適しています。しかし、手動金属切断工具では切断品質が悪く、誤差が大きくなる場合があります。

重作業・長期的な金属切断作業には、CNC金属切断機が最適な選択です。高度な自動化、優れた精度、高効率により、ますます多くの金属加工会社がCNC金属切断機を選択しています。

本記事では、最も一般的な4種類のCNC金属切断機、すなわちレーザー切断、プラズマ切断、ウォータージェット切断、フレーム切断を紹介します。各マシンにはそれぞれの利点、欠点、適用用途があります。その中で、ファイバーレーザーとプラズマ金属切断機が最も人気です。また、CNC金属切断機の選び方についても簡単に説明します。

CNC金属切断とは？

コンピュータ数値制御による金属切断方法には、レーザー、フレーム、プラズマ、ウォータージェット切断があります。CNCネスティングソフトウェアが提供する最適化された切断プログラムに従って、自動・高効率・高品質な切断を実現。CNC金属切断は現代的なハイテク生産方式を代表します。金属切断CNCマシンは、高度なコンピュータ数値制御技術と切断機械の融合の産物です。

従来の手動切断と比較して、金属切断CNCマシンは切断品質と切断効率を効果的に制御・改善します。

高出力CO2レーザーマシンでもステンレス鋼を切断可能ですが、効率が低くエネルギーを大量消費します。また、CO2レーザーマシンの最も一般的な用途は、木材、アクリル、皮革、布、石材などの有機材料の加工です。現在、ほとんどの板金切断用途、特に6mm以下は主にファイバー切断システムで行われています。

ファイバーレーザーカッターは金属切断CNCマシンの一種。高密度レーザービームを金属表面に照射し、レーザーが放出するエネルギーで金属を溶融。レーザーヘッドがコンピュータから与えられた一定のルートに沿って金属板上を移動し、切り込みを形成。その後、特定の形状がシートから切り出されます。

ファイバー鋼材レーザーカッティングマシンは非接触ベースの切断方法を採用。この方法は熱影響エリアが小さく、ワークにダメージを与えません。ファイバーレーザーカッターで切断された金属製品は微小な熱変形、優れた精度、滑らかな表面を実現。追加工が不要です。

ファイバーレーザービームは金属に適した波長を提供し、金属材料がレーザーエネルギーを効果的に吸収可能。小さなスポットサイズと優れたビームプロファイルにより、ほとんどの金属の切断に最適です。

ファイバーレーザー板金切断マシンの光電変換効率は30%に達します。これにより電力消費と使用コストを大幅に削減可能。

レーザービームは品質が良く性能が安定。光ファイバー伝送モードを採用し、摩耗しやすい反射ミラーを使用しません。そのため、基本的にメンテナンス不要です。

CNC金属切断機：プラズマ切断機

CNCプラズマ切断機は正確で信頼性が高いですが、その精度はファイバーレーザー金属切断機よりわずかに劣ります。

プラズマカッターテーブルは、高温プラズマアークの熱で金属を部分的に溶融（蒸発）させ、高速プラズマ気流の力で溶融金属を除去して切り込みを形成します。金属板が20mmを超える厚みの場合、プラズマ切断機は鋼材レーザーカッティングマシンより有利です。

CNCプラズマテーブルは、従来の方法では切断困難な多くの材料を切断可能。切断速度の面では、薄い炭素鋼板を切断する場合、CNCプラズマカッターは従来の酸素切断の数倍の速度。同時に、切断面は滑らかで熱変形は小さいです。

プラズマCNC切断機は、操作が簡単、高精度、高効率、低労働強度など多くの利点を持ち、自動車、機関車、圧力容器、化学機械、原子力産業、一般機械、工作機械、鉄骨構造などで広く使用されています。

CNC金属切断機：フレーム切断機

フレーム切断はガス切断や酸素燃料切断としても知られます。CNCフレーム切断機はガス炎の熱エネルギーでワークを一定温度まで予熱。その後、高速切断気流を噴出して金属を溶融させ、熱を放出して切断を実現します。

一般的に使用されるフレーム切断ガスには、アセチレン、プロパン、液化ガス、コークス炉ガス、天然ガスなどがあります。汚染、エネルギー消費、コスト比の総合的観点から、現在天然ガスが最も適したガスです。ただし天然ガスにも制限があります。例えば、天然ガス炎の温度が高くないため、切断効率がアセチレンより劣ります。

CNCフレーム金属切断機は大厚み金属板を切断可能。厚み1mm〜1.2mの金属板を切断できます。同時に切断コストは低いです。しかし、熱影響エリアが比較的大きく、材料が熱変形しやすいため、フレーム金属切断機の切断精度は他の切断方法より劣ります。

CNC金属切断機：ウォータージェット切断機

CNCウォータージェット切断機は高圧水を使用して切断するマシンです。技術の継続的な改善により、ガーネット砂、エメリーなどの研磨剤を高圧水に混合して切断を補助。これによりCNCウォータージェット金属切断機の切断速度と切断厚みが大幅に向上しました。

レーザー切断、プラズマ切断、フレーム切断と比較して、ウォータージェット切断のみがコールドカットモードに属します。研磨ウォータージェットの運動エネルギーを直接利用して金属を切断。切断中に発生する熱は高速ウォータージェットによって即座に除去され、金属に熱的影響を与えません。

切断材料の物理的・化学的特性に影響を与えず、熱変形なし、狭い切り込み、高精度、滑らかな切断面、クリーンで公害なし。従来の加工方法では処理できない、または困難な材料を加工可能。例えば、ガラス、セラミック、複合材料、反射材料、化学繊維、熱感受性材料などです。

金属切断機の比較

切断方法	切断厚み（概算）	特徴	価格帯（概算）
レーザー切断	0.1〜20mm	最高精度 優れた切断品質	$10,000〜$100,000
プラズマ切断	0.5〜100mm	高精度 高速切断	$2,000〜$9,000
フレーム切断	4〜150mm	最大切断厚み 精度は劣る	$2,000〜$5,000
ウォータージェット切断	<100mm	熱影響なし 有機材料も切断可能	$9,000〜$40,000

レーザー金属切断機は、酸化しにくい金属の切断が主な用途。例えば、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムとそれらの合金。薄い金属板とチューブの切断で最大の利点を発揮。鋼材レーザーカッティングマシンは4つの金属切断方法の中で最も高速で最高精度。位置決め精度0.03mm、繰り返し位置決め精度0.02mmに到達可能。切断に加えて、薄い金属の彫刻も材料に影響を与えずに可能です。

異なる作業ガスを持つプラズマ金属切断機は、酸素では切断困難なあらゆる種類の金属を切断可能。特に非鉄金属（ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル）で切断効果が優れています。プラズマ切断には一定の熱影響があり、精度はレーザー切断機より劣ります。切断面での二次加工は容易ではありません。CNCプラズマテーブルはファイバーレーザーカッターより厚い金属板を切断可能です。

CNCフレーム金属切断の利点は、数インチ厚の鋼材など非常に厚い金属を切断できること。しかし、切断可能な金属材料の種類は少なく、炭素鋼、低合金鋼、鋳鉄のみ。他のほとんどの材料はフレーム切断でクリーンに切断できません。フレーム切断は一般的にプラズマ切断とウォータージェット切断より遅く、精度も一般的に高くありません。

ウォータージェット切断は金属だけでなく多くの異なる種類の材料を切断可能。プラズマやフレーム切断よりクリーンで、有害な煙を排出しません。硬い金属の厚い切断には不向き。ウォータージェット金属切断機は高価で、かなりのメンテナンスを必要とする場合があります。

金属切断機の選び方

金属切断CNCマシンを選ぶ際には多くの要因を考慮する必要があります。いくつかの提案を示します。購入時は、実際の加工ニーズ、予算、使用条件などに基づいて具体的な選択を行ってください。

切断精度と品質に厳しい要求があり、金属材料の厚みが0.2〜20mmの間なら、ファイバーレーザーマシンが最適です。鋼材レーザーカッティングマシンは大量の金属部品を高品質・高速で切断可能。これらの部品は追加工なしで直接使用できます。ただし、高い初期投資への準備が必要です。

プラズマカッターテーブルはほとんどの導電性金属の切断が得意。主に3〜4インチの板金を切断する場合、プラズマ金属切断機を検討できます。プラズマカッターは非常に高温で局所的な「コーン」を生成して切断。そのため、曲線や角度のある形状の板金切断に非常に有用です。

CNCフレーム切断機は生産投資が少なく、大厚み加工が可能。精度要求の低い粗加工金属業界に適しています。金属材料リサイクル業界なら、フレーム金属切断機が良い選択となる場合があります。例えば、大型スクラップ鋼板、鋳鋼、スクラップボイラー、鉄骨構造フレームの切断など。

金属以外にも、ウォータージェット切断はセラミック、石材、ガラス、発泡体、ゴム、皮革、複合材料の切断に優れています。最大6インチ厚の金属と、最大18インチ厚のほとんどのその他材料を切断する必要がある場合、ウォータージェット切断を検討できます。

金属切断機の推奨

上記の比較から、高精度・高速・高品質な切断を求めるならレーザーとプラズママシンが最適です。以下にレーザー切断機とプラズマ金属切断機を紹介します。

ファイバーレーザー金属切断機

このレーザー板金切断機は、1000W〜12000Wの多くのレーザー出力オプションで利用可能。有効作業サイズも1530、1540、1560、2040、2560などから選択可能。レーザー金属切断機価格は、異なる出力とサイズにより大きく異なります。一般的に、出力とサイズが大きいほど価格は高くなります。

ファイバーレーザーでの金属切断プロセスには特定のガスの補助が必要。異なる金属板には異なる種類の補助ガスが必要な場合があります。例えば、炭素鋼板切断時は通常酸素（O2）を補助ガスとして使用。ステンレス鋼と真鍮板には窒素（N2）を使用。以下の動画は、ファイバー金属レーザーカッターが異なる厚みの炭素鋼と真鍮板を切断する様子を示しています。

動画1：ファイバーレーザー板金切断機で3mm、6mm、16mm、20mm厚の炭素鋼板を切断。

動画2：金属レーザーカッティングマシンで2mm、3mm、5mm厚の真鍮板を切断。

上記全ての金属切断CNCマシンの中で、ファイバー金属切断機の価格が最も高いです。ファイバー金属切断機価格は10,000〜30,000ドルの範囲で、多くの要因に影響されます。例えば、レーザー出力、マシンサイズ、国内/輸入部品など。

販売用CNCプラズマカッター

Blue Elephant 5×10 CNCプラズマカッターテーブル

これは金属板とチューブの切断用高効率CNCプラズマ切断機。鋼、炭素鋼、チタン鋼、その他の金属を最大80mmまで切断可能。高速、高精度、簡単操作が特徴です。

ワークテーブルサイズは1500×3000mmで、1300×2500mm、2000×4000mm、またはそれ以上も利用可能。金属板の切断に加えて、角パイプの簡易切断も可能。丸形金属製品の切断ニーズがある場合、このプラズマテーブルに回転装置を追加することもできます。

理論上、CNCプラズマ切断機はAutoCADで描画可能なあらゆる形状を切断可能。ユーザーフレンドリーな操作システムとインターフェースで、金属切断プロセスは習得しやすく操作が簡単です。

切断精度は金属レーザーカッターより劣りますが、依然として幅広い用途があります。CNCプラズマ金属切断機は、化学機械、自動車、設備製造、その他の工作機械産業で広く使用されています。

以下の動画は、弊社1530プラズマカッターテーブルが大きな角パイプから不規則な形状を切断する様子を示しています。

結論

本記事では、レーザー切断、プラズマ切断、フレーム、ウォータージェット切断の4つの金属切断CNCマシンを簡単に紹介しました。これら全てのマシンがCNC制御を採用しているため、柔軟性と効率の特徴を持ちます。しかし、作動原理、切断精度、マシン価格、用途にいくつかの違いがあります。したがって、金属切断機を選択する前に、あなたの加工ニーズと必要な精度を把握することが重要です。

金属レーザーカッターとCNCプラズマ金属切断機が4つの中で最も人気です。精密機器、自動車、航空宇宙などより高い精度を要求する業界はファイバーレーザーカッティングマシンを選択可能。CNCプラズマテーブルも自動車、化学機械、エンジニアリング、その他の金属加工産業で広く使用されています。

Blue Elephantは高精度レーザーマシンとプラズマ切断機の複数モデルを提供。上記2つ以外にも、異なる機能を持つ多くの他の金属切断機モデルがあります。詳細情報を知りたい方は、今すぐお問い合わせください！