三次元レーザー加工とは
3次元レーザー加工は、加工機がワークを立体物として認識し、XYZ方向に自在に動きます。これにより、立体的なパイプ形状のどの面であってもレーザー加工ができ、パイプの形状に応じて複雑な切断、穴あけ加工を行えます。
3次元レーザー加工の用途は、主にパイプ加工であるため、単にパイプレーザー加工とも呼ばれます。
パイプ・鋼管の三次元レーザー加工
の特長
QCD向上提案が可能
試作（1個～）から
量産（〜月産2万個）まで
幅広く対応
最短 当日加工
翌営業日から発送
ハシゴ、柵、ラックなど
特注製品を製作
プレス加工・切削加工からの
工法転換によるコストダウン・
リードタイム短縮を実現
3Dスキャナによる
形状測定検査が可能
当社では、パイプの切断・穴あけを主にレーザーにて加工を行っています。レーザー加工機で加工を行うことで以下のようなQCD向上を実現できます。
Q：品質向上
バイトやメタルソー（鋸）、バンドソーによる切断やボール盤による穴あけと比較して、大幅な品質・精度向上が可能です。±0.2mmの精度まで狙うことができます。また、プレス加工だと不良が発生してしまうような特殊な形状も、レーザー加工であれば対応可能です。
C:コストダウン
レーザー加工は金型製作が不要です。そのため試作や数百個程度の小ロットにおいて、金型が必要なプレス加工と比較して大幅なコストダウンを実現できます。
D:リードタイムの短縮
レーザー加工は切削加工よりも速く加工ができるため、±0.2mmの精度内であれば、リードタイムの短縮を実現できます。0.2以下の精度が必要な場合でも、レーザで荒加工後に、切削加工で仕上げ加工をすることで、同様に短縮に繋がります。また、先述したプレス加工と比較しても試作・小ロットの場合、金型製作が不要なため、その分リードタイムを短縮できます。
パイプの切断工法 比較
| 品質・精度 | 量産時のコスト | 納期 | 小ロット対応 | 対応領域 | |
|---|---|---|---|---|---|
| レーザー | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ （小径から大径まで対応可。 型鋼も切断可） |
| プレス | ○ | ◎ | ○ | ○ | ▲ |
| バイト | ○ | ◎ | ○ | ○ | ○ |
| メタルソー | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
| バンドソー | ▲ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ （大径が得意。 型鋼も切断可） |
パイプの切断＋穴あけ工法 比較
| 品質・精度 | 初期コスト | 量産時のコスト | 納期 | 小ロット対応 | |
|---|---|---|---|---|---|
| レーザー ※切断・穴あけ同時 | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ |
| 切断+プレス | ○ | ▲ （金型が必要） | ◎ | ○ | ▲ |
| 切断+ボール盤 | ▲ | ○ （治具が必要） | ▲ | ○ | ◎ |
| 切断+切削 | ◎ | ◎ | ▲ | ○ | ◎ |
パイプ・鋼管の三次元レーザー加工事例
角パイプ・丸パイプへのレーザーによる切込み加工
こちらは、角パイプと丸パイプへレーザー加工で切込みを行った場合のサンプル品です。
切込みを入れ、勘合できるようにすることで、従来溶接していた工程において、溶接治具を簡素化もしくは廃止でき、リードタイムの短縮を実現することができます。また、勘合後に溶接することで、製品の精度向上にもつながります。
丸パイプへのレーザー刻印
こちらは、丸パイプにレーザー加工にて刻印を行った事例です。
丸パイプへのレーザー刻印は、2次元のレーザー加工機やプレス加工ではできません。しかし当社では、3次元レーザー機を保有しているため、可能です。そのため、立体的な銘板や標識、ディスプレイなど、デザイン性が求められる製品の設計者・開発者からご相談をいただいており、数多くの実績がございます。
テーブル脚の勘合加工
こちらは、テーブルの高さを調整する脚部品です。
通常こうした部品を作る際、2本のパイプをネジでとめて組み立てます。今回、写真のように勘合形状にすることで、組立工数を削減することができました。
本製品のような複雑な形状は、プレスで加工することは難しいですが、当社では、3次元レーザー加工機を有しているため、問題なく製作可能です。
はこちら
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三次元レーザー加工の設備紹介
DDL（半導体レーザー）レーザー加工機
DDL（半導体レーザー）加工機は、ファイバーレーザー加工機と比較して、板厚5mm以上の厚いワークに対して、切断品質が格段に優れています。
ファイバーレーザー加工機
当社が保有している、TRUMPF製Co2レーザー加工機 TruLaser Tube 7000と同様、材料の供給が自動、かつ当社では協働ロボットを活用し、夜間稼働をしているため、月産2万個までの量産ができます。
CO2レーザー加工機
加工後のワークがベルトコンベアで運ばれるため、傷がつきにくいです。特に、材料供給の仕組みにより、ステンレス材でも傷がつきにくく、高い品質を確保することができています。タップとバーリング加工にも対応しています。
パイプ・鋼管の三次元レーザー加工
コラム
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