鋼板鋼管、ZAM材の加工、溶接、塗装・販売なら麻布成形株式会社
 短納期・小ロットにもすぐに対応致します。

従来工法が抱える課題

パイプへの穴あけや切断加工は、長らくプレス加工が主流でした。しかしプレス加工では、パイプの上面や下面への加工は得意とするものの、側面への同時加工には向いていません。側面を加工する場合、上面と下面の作業を終えてからあらためて側面の加工を行う必要があり、工程数が増えてしまいます。

金型を使用するため、形状変更のたびに新たな金型製作が必要となり、コストと時間の両面で負担がかかります。異形管のような特殊形状では、プレスの圧力でパイプがつぶれてしまうリスクもあり、加工そのものが困難なケースも少なくありません。

多品種少量生産への対応ニーズ

近年の製造業では、大量生産から多品種少量生産へとシフトする動きが加速しています。試作段階での検証や、顧客ごとに異なる仕様への対応が求められる場面が増えました。従来の金型ありきの加工法では、こうした柔軟な生産体制を構築することが難しくなっています。

3次元レーザー加工が選ばれる理由

3次元レーザー加工機は、加工ヘッドがXYZ方向に自在に動くため、パイプのどの面に対しても一度の工程で切断や穴あけを行えます。金型を必要としないことから、設計変更にも即座に対応でき、試作から量産まで幅広いニーズに応えられる点が評価されています。非接触加工のため、パイプを傷つけたりつぶしたりする心配もありません。

3次元レーザー加工機の基本的な仕組み

3次元レーザー加工機は、ワークを立体物として認識し、レーザーヘッドがXYZ方向に自在に移動します。丸パイプや角パイプ、Lアングルなど、あらゆる形状の鋼材に対してどの面からでもレーザーを照射可能です。一方、2次元レーザー加工機はXY方向にしか動けず、パイプを回転させながら常に垂直方向からレーザーを当てる方式となります。

切断面の品質に現れる違い

この動作の違いは、仕上がりの品質に大きく影響します。

斜めカット時の隙間問題

2次元レーザーで丸パイプを斜めにカットすると、パイプ同士を突き合わせた際に隙間が生じてしまいます。3次元レーザーであれば、ヘッドが斜め方向にも動くため、隙間のない正確な切断面を得られます。

穴加工の形状精度

丸パイプへの穴加工でも違いが顕著です。2次元レーザーでは穴が楕円形になりますが、3次元レーザーならパイプの曲面に沿ってヘッドが動き、真円に近い穴を実現できます。

非接触加工のメリット

レーザー加工は素材に触れない非接触方式のため、異形管のような変形しやすい形状でもつぶれる心配がありません。刃物の摩耗もなく、安定した品質を維持できます。

切り欠き加工による組立効率の向上

3次元レーザー加工で多く活用されているのが切り欠き加工です。パイプの端部や側面に切り込みを入れることで、部材同士をはめ込む形状を作り出せます。

溶接時の位置決め用切り欠き

パイプに位置決め用の切り欠きを施しておくと、溶接時に部材同士の位置合わせが正確に行えます。複雑な治具を用意する必要がなくなり、寸法精度の向上にもつながります。

フレーム製作への応用

四角いフレームを製作する場合、従来は縦横のパイプを45度にカットして溶接するのが一般的でした。3次元レーザー加工なら、1本のパイプに切り欠きを入れて折り曲げるだけで枠形状を作れます。溶接箇所が減り、仕上がりの美しさと強度を両立できます。

異形管や複雑断面への対応

プレス加工では難しい異形管への加工も、3次元レーザーなら問題なく行えます。非接触で加工するため、変形しやすい断面形状でもつぶれる心配がありません。

Lアングル角部への穴加工

L型形状の角部に穴や切り欠きを入れたい場合、板金での曲げ加工では材料サイズに制限があり、反りも発生しやすくなります。3次元レーザー加工機であれば、プログラム制御による自動工程で角部への穴加工も容易に実現可能です。

こうした特殊形状への対応力は、設計の自由度を大きく広げてくれるでしょう。

Q1．パイプ加工で3次元レーザーが求められる背景は何ですか？

A．製造業では部品の複雑化が進み、プレス加工や鋸切断だけでは対応しきれないケースが増えています。多品種少量生産へのシフトも進む中、金型不要で柔軟に対応できる3次元レーザー加工への需要が高まっています。

Q2．3次元レーザー加工機はどのような仕組みで高精度を実現していますか？

A．レーザーヘッドがXYZ方向に自在に動く仕組みを持っています。2次元レーザーが垂直方向からしか加工できないのに対し、3次元レーザーはヘッドが斜め方向にも動くため、隙間のない切断面や真円に近い穴加工を実現できます。

Q3．3次元レーザー加工ではどのような特殊形状に対応できますか？

A．切り欠き加工による部材のはめ込み形状や、溶接時の位置決め用切り欠きなどが可能です。異形管への加工やLアングル角部への穴あけなど、プレス加工では難しい複雑な形状にも対応できます。