レーザ加工におけるコスト

レーザ加工装置のコストは、レーザ発振器で決まるといっても過言ではない。

また、加工品質を求め過ぎるとイニシャル(導入)コストが上がり、レーザ加工の利点である
加工タクトにも影響が出てしまうことがある。

機器選定におけるコストは以下の2点に注目する必要がある。

イニシャルコスト(導入コスト)

ランニングコスト

ここでは、非熱加工の場合を例にとってレーザ加工装置のイニシャル(導入)コストについて
考えてみる。

イニシャル(導入)コスト

一般的にレーザ加工装置は、レーザ発振器、光学系、周辺機器(ステージ、制御系、筐体など)で
構成されており、レーザ発振器のタイプに応じて光学系や周辺機器の設計が変わる。
そのため、レーザ発振器の選定がレーザ加工装置全体のコストに大きく影響するといえる。
非熱加工の場合のイニシャルコストについて考えてみる。

  • レーザ発振器の選定:
     レーザ発振器の選定は、加工ができることを前提にした場合、求める加工タクトと加工品質に
     より決定される。
     特に非熱加工の場合の加工品質では『加工品質=熱影響なし』を求める場合が多いが、
     加工品質を求めれば求めるほどレーザ発振器のコストが上がり、レーザ加工装置全体の
     イニシャルコストも上がるため、加工品質に対する要求レベルを予め明確にしておくことが
     重要である。
     たとえば、レーザ発振器の価格は、加工品質に比例して以下のようになる。
     極短パルスレーザ>紫外線レーザ>グリーンレーザ>赤外線パルスレーザ
     しかし、加工タクトはむしろ逆の順になる傾向がある。
     そのため、加工品質のみに気を取られ過ぎてしまうと、加工タクトが合わないといった問題
     が後になって出てくることがある。
     このような問題を避けるために、まず『必要な加工タクト』を考え、その上で
     『加工品質の許容範囲』を検討することをお勧めする。
  • 光学系の選定:
     光学系の選定はレーザ発振器に応じて行うことになるが、コストは使用する
     レンズ性能、光学機器により異なってくる。
     レンズだけを見ても、母材、コーティング、収差補正、研磨技術、カスタム設計など
     レンズ仕様そのものが使用用途に応じて異なるためコストにも影響が出てくる。 
     特に回折限界まで集光する際の集光レンズや大きなビーム径に対応した有効面積の大きな
     レンズなどは非常に高価なレンズとなる。
     また、使用する光学機器ではスキャニング光学系のように光学機器側に可動部が多く、
     使用するレンズもf-θレンズと特殊で、かつ専用ソフトウェアが必要である場合、
     コストが上がってしまう。

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