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紙でできた材料は、湿らせたセルロースファイバーをまとめて圧縮してシート状にし、そのシートを乾燥させることによって作られます。紙でできた材料の製造に使用されるセルロースファイバーの最も一般的な原料は、紙パルプです。ただし、亜麻、麻、および綿も使用されます。あらゆる種類の紙でできた材料をレーザー切断、彫刻、およびマーキングによって加工できます。紙でできた材料のベンダーについては、材料サプライヤー一覧をご覧ください。

Sample of Paper Based Materials

紙でできた材料の種類









レーザー加工の種類

新製品の開発から大量生産に至るまで、材料加工におけるレーザーの役割はこれまでになく広がっています。すべてのレーザー加工について、レーザービームのエネルギーは材料と相互作用して、何らかの方法で材料を変換します。各変換(つまりレーザー加工)は、レーザービームの波長、出力、デューティサイクル、および反復率を精密に調整することで制御されます。このようなレーザー加工には、以下のものがあります。

すべての材料には、レーザービームがどのように相互作用し、その結果材料がどう改質されるかを決定付ける固有の特性があります。紙でできた材料の最も一般的な加工方法を以下にご紹介します。


紙でできた材料のレーザー切断
CO2レーザービームのエネルギーは、紙でできた材料を構成するセルロースファイバーによって簡単に吸収されます。レーザービームは、その過程で材料を直接加熱するため、材料が気化します。レーザー出力が十分な強さであれば、レーザービームによって材料が完全に切断されます。紙でできた材料は、レーザーで切断されるとすぐに気化するため、変色を最小限に抑えた滑らかなエッジになります。

紙でできた材料のレーザー彫刻
CO2レーザービームの出力を制限して、材料を指定の深さまで除去(彫刻)することができます。レーザー彫刻加工を使用すると、紙でできた材料の表面にパターンやデザインを作り出すことができます。レーザー彫刻は、情報の伝達にも使用できます。

紙でできた材料のレーザーマーキング
色付きの紙でできた材料は、CO2レーザービームを使用してレーザーマーキングできます。レーザービームのエネルギーは有色色素に吸収され、色素が分解します。これにより、多くの材料を除去することなく、紙でできた材料の天然色が現れます。レーザーマーキングを使用することで、デザインを作り出したり、情報を伝達したりすることができます。

複合加工
前述のレーザー切断、彫刻、およびマーキング加工は、紙でできた材料を移動したり再固定したりせずに組み合わせることができます。







紙でできた材料のレーザーシステムに関する一般的な注意点

プラットフォームのサイズ – レーザー加工する紙の最大サイズを保持するのに十分な大きさであるか、大きな紙を加工するためのクラス4の機能を備えていなければなりません。

波長 – 10.6ミクロンの波長はあらゆる種類の紙によって容易に吸収されるため、レーザー切断、彫刻、およびマーキングに推奨されます。

レーザー出力 – 適用する加工に基づいて選択する必要があります。紙のレーザー切断、彫刻、およびマーキングには、25~150W(CO2レーザー)が最適です。

レンズ – 2.0レンズは、紙のレーザー材料加工に最適な汎用加工レンズです。

排気 – レーザー加工中に発生した気体や粒子を紙のレーザーカッター、彫刻機、およびマーカーから除去するのに十分なエアフローが必要です。

エアアシスト – レーザーの焦点の近くに空気を噴射して、紙でできた材料のレーザー彫刻、切断、およびマーキング中に発生した気体や粒子を除去します。



紙でできた材料のレーザー加工に関する環境、衛生、および安全性への配慮

ほとんどの場合、レーザー材料の相互作用によりガス状流出物や粒子が生じます。紙でできた材料のレーザー加工からの流出物には、さまざまな揮発性有機化合物(VOC)が含まれているため、外部の環境に排出する必要があります。あるいは、流出物を最初にろ過システムで処理してから外部環境に排出することもできます。紙でできた材料の燃焼はレーザー加工に伴う現象で、炎を発生させる可能性があります。そのため、紙でできた材料のレーザー加工を常に監視する必要があります。