木材(MDF)へのレーザー彫刻

木材は高級品のケースに使われたり、建築素材としても使われている利用幅の広い素晴らしい素材です。大量使用に伴い大量の木屑も排出されていますが、この木屑を集めて接着剤で固めたMDFという素材が価格も安く広く流通しています。

木目を生かした作品も素敵ですが、 レーザー加工機 で描く上では均一性の高いMDFも非常に使い道が多く相性が良い素材です。

 

使用機種 Podea-01

仕様素材 MDF

ハロウィンが近いのもあり、かわいらしい魔女のデザインで彫刻を行ってみました。

細い線が多く レーザー加工機 としては、特に髪の毛の部分の表現が難しいデザインデータです。

 

安価なCO2 レーザー加工機 はレーザーの光が出てくるまで時間がかかります。理由としては約2万~4万Vの高電圧が必要であることと、光が出てきても最大出力になるまでに時間がかかるためです。

Podea-01は半導体レーザーを採用していますので、4~5V程度の電圧でレーザーが制御されます。電圧差にして8000倍程の差があり、安全であると同時に瞬時にレーザーの出力が最高出力になります。この応答性が桁違いに早いため、結果として精細な彫刻ができます。

下の絵が精細部分の拡大写真です。目の前を通ってる細い髪の毛のラインは極細で繊細なラインですが綺麗に表現できています。

 

レーザー彫刻 加工を成功させるポイントは3つだけです。この3つのポイントを守るだけで確実に良い加工結果が得られます。

一つは加工位置調整、もう一つは加工条件の設定、そしてフォーカス調整です。 この3つが適切な状態であれば加工はうまくいきます。

 

精細な彫刻をする上では、フォーカスの要素は最も重要です。Podea-01は半導体レーザーの特徴でもある焦点距離が長いという弱点を克服するため、スポットサイズを小さくし、精細さと加工能力を上げるための光学レンズが追加されています。12㎜という極めて短いフォーカスは精細加工を実現しています。

 

こちらは加工条件を少し変えて濃いめに彫刻をしてみました。レーザーの光を強くあてると、どのような木材でも木材のヤニのような成分がでてきてしまいますが、それも焼印のような雰囲気を出しますので、好みのテイストに仕上げるのもまた楽しいと思います。

精細な レーザー彫刻 という例でもう一つ彫刻を行ってみました。 レーザー加工機 では代表的な加工の写真彫刻です。

この彫刻も実は安価なCO2 レーザー加工機 は非常に苦手とする彫刻の一例です。

写真の絵を描くためには非常に小さな点を大量に描く必要があります。極めて短い時間で強い光を素材に充てる必要があるため、レーザーの光の応答性が遅い安価な機種の場合、描画が非常に難しい現実があります。

 

Podea-01は出力は弱いものの、レーザーの光が瞬時に最高出力になるため、機械が実現できる最小単位の点でも十分な描画力があります。

 

今回は点画のサイズを50ミクロン単位にしましたが、現物で見ても、写真でみても点一つ一つが認識がほとんどできないほど細かく描画されています。

木材は Podea -01のような小出力の レーザー加工機 でも十分実用になる素材です。レーザー加工の商材はあらゆる素材がありますが

木材ほど広く・多く使われている素材も無いと思います。手軽に彫刻できる加工機が一つあるか無いかで、可能性は大きく変わることでしょう。

 

Podea-01は低出力のため、一般的なCO2 レーザー加工機 のパワーには全く太刀打ちできませんが、低出力でも十分加工ができる木材のような素材の場合十分利用することができるでしょう。

 

Podea -01が採用しているレーザーダイオードは、部品の寿命資料を参照すると、約5000時間から10000時間の寿命があります(周囲温度により変動)。寿命という面からみるとレーザー光源の寿命の中ではトップレベルの寿命となります。

 

お手軽な価格で高剛性、そして長寿命なPodea-01はパーソナルな用途に最もマッチした レーザー加工機 です。