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
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従来工法で発生していたボトルネック

形鋼の加工において、プレス加工やドリル穴あけ、鋸切断などを組み合わせる従来の方法では、工程ごとに段取り替えが発生します。とくにH形鋼やLアングル、C形鋼といった複雑な断面形状を持つ鋼材では、各面への加工を個別に行わなければならず、作業時間が長くなる傾向にありました。

3次元レーザーがもたらす工程集約

3次元レーザー加工機は、レーザーヘッドがXYZ方向に自在に動くため、立体的な形鋼のどの面に対しても加工を施せます。ウェブからフランジまでの3面加工が1回のセットで完了し、穴加工からタップ加工まで同時に処理することも可能です。金型が不要なため、少量多品種の生産や設計変更への対応もスムーズに行えます。

精度向上が後工程にも好影響を与える

レーザー切断は角度精度が高く、仕上がり品質が安定します。従来の鋸切断と比較して精度が向上するため、次工程である溶接作業の効率も改善されます。正確な切断面同士を組み合わせることで、位置決めの手間が省け、治具を使った調整作業も軽減できます。

嵌合構造による位置決めの簡略化

レーザー加工では、部材同士に凹凸を設けた嵌合構造を作り出せます。組み合わせる材料にほぞ溝を切断加工することで、差し込むだけで正確な位置決めが完了します。従来は治具を使った寸法出しに熟練の技術が求められていましたが、嵌合構造を採用すれば誰でも簡単に位置を合わせられます。

切りかき加工で溶接治具を削減

角パイプや丸パイプに切りかき加工を施すと、部材同士をはめ込んで固定できるようになります。溶接時の仮付け作業を省略し、直接本溶接へ移行することも可能です。治具を使わずに部材を固定できるため、準備工程が大幅に短縮されます。勘合させた状態で溶接を行うことで、溶接面のずれも抑えられるでしょう。

高い切断精度がもたらす後工程への効果

レーザー切断は±0.2mm程度の高い精度を実現します。切断面が正確であれば、部材を組み合わせた際の隙間や段差が最小限に抑えられ、溶接品質の安定にも貢献します。斜め切断や複雑な形状の切り欠きにおいても精度が維持されるため、設計通りの仕上がりを得やすくなります。

長尺材をそのまま加工できる利点

最新の3次元レーザー加工機には、最大12,000mmの長尺材に対応できる機種も存在します。素材を分割せずにそのまま加工できるため、継ぎ目のない一体構造の部材を製作できます。従来であれば複数回に分けて切断や加工を行っていた工程がまとめて完了し、寸法精度の管理も容易になりました。長尺のトラス部材や建築用フレームの製造において、この対応力は大きなアドバンテージとなっています。

大径パイプや厚肉材への対応

3次元レーザー加工機の中には、外径400mmを超える大径パイプや、300mm角の大型角パイプに対応できるものもあります。レーザー出力の向上により、板厚のある鋼材でも高品質な切断が可能になりました。大型車両のフレームや橋梁部材、産業設備の架台といった用途で、その加工能力が活かされています。

多様な形鋼への柔軟な対応

H形鋼や溝形鋼、L形鋼、C形鋼など、断面形状が異なる形鋼にも3次元レーザーは対応します。レーザーヘッドが立体的に動くため、ウェブ面とフランジ面の両方に穴あけや切り欠きを施せます。プラズマ切断では難しかった細かな形状の加工も、レーザーであれば精度を維持しながら実現できます。設計の自由度が高まることで、構造設計者が思い描く形状をより忠実に再現できる環境が整ってきました。

Q1．3次元レーザー加工で形鋼の生産効率はどのように向上しますか？

A．3次元レーザー加工機はレーザーヘッドがXYZ方向に動くため、H形鋼やLアングルなど複雑な断面形状でも、切断や穴あけを1台で完結できます。複数設備を経由する必要がなくなり、段取り替えの時間も削減されます。

Q2．3次元レーザー加工は形鋼の組み立て精度にどう影響しますか？

A．レーザー加工では、部材にほぞ溝や嵌合構造を設けられるため、差し込むだけで正確な位置決めが完了します。切り欠き加工を活用すれば溶接治具を省略でき、仮付け作業なしで本溶接へ移行することも可能です。

Q3．3次元レーザー技術は大型の形鋼加工にも応用できますか？

A．最大12,000mmの長尺材や外径400mmを超える大径パイプにも対応可能な機種があり、建築フレームや産業機械の架台の加工に応用されています。H形鋼や溝形鋼など多様な断面形状に対応します。