刻印機とは
刻印機 (英: marking press) とは、様々な材質や形状の物体に文字や模様をつけるための装置です。
プリンターと類似していますが、インクなどを塗布するのではなく、対象物を物理的に削ったり、化学的に変色させたりする点で異なります。したがって、刻印機で印字したものは摩擦などに強く、消えにくいのが特徴です。
従来、針や型などを使って圧力をかけることで印字を行っていましたが、近年は、レーザーを使って非接触的に印字を行う方式が顕著です。
刻印機の使用用途
刻印機は部品や製品の品質保証や管理体制の強化を目的として、製造年月日、製造番号やシリアルナンバー、ロットナンバーなどの刻印に用いられます。近年は、レーザーを使って非接触的に刻印する技術が進歩しています。
製品に物理的な負荷がかからないことや、凹凸のある複雑な形状でも印字できること、更に高速に詳細な印字ができることなどから、レーザー刻印機の使用が顕著です。また、レーザーを使用すると特殊な型などを必要としないため、印字内容の変更にも柔軟に対応できる点がメリットです。
刻印機の原理
刻印機の種類は、大きく分けて接触式と、非接触式があります。
1. 接触式刻印機
接触式はさらに、活字を必要とするタイプと針状のもので印字するタイプの2種類に分類できます。
活字を必要とするタイプ
活字を必要とするタイプは、ホルダ式やナンバリング式があります。それぞれ印字したい活字をホルダにセットしたり、ダイヤル式に並んだ活字を選んだりして、その後圧力をかけることで表面をへこませて印字を行います。
針状のもので印字するタイプ
針状のもので印字するタイプは、ドット刻印機や精密グラインダーなどがあります。ドット刻印機は、マーキングピンと呼ばれる針を表面に押し当てることで一つの点を打ちます。この点を複数打ち、点描することで刻印を行います。
精密グラインダーは、先端がドリルのように回転する針を使って表面を削り取ることで印字が可能です。基本的には手作業で印字を行うので、処理能力は低く、産業分野ではあまり使われません。
2. 非接触式刻印機
非接触式は、レーザーを照射したときに酸化などの化学反応を用いてコントラストを付ける方式で、レーザーマーカーとも呼ばれます。
刻印機のその他情報
1. プレス式の刻印機
プレス式の刻印機は、スプリングの反発力を利用した衝撃 (インパクト) で、プレス加工のように印字対象物に対して直接打刻するものです。刻印機は、手動式とエアー駆動式があります。いずれも操作が簡単であり、半永久的な刻印が可能です。
手動式の刻印機は、打刻荷重を0から自由に設定可能で、対象物の厚さによる高さ微調整が必要ありません。また、プレス用途だけではなく、カシメ、圧入、曲げ等の作業も可能です。
一方、エアー駆動式の刻印機は、エアー源だけで刻印ができるメリットがあります。このため、持ち運びができるハンディタイプの刻印機が、各メーカーから販売されています。
2. レーザー刻印機
レーザー刻印機は、レーザービームで印字対象物の表面を熱変化させて、対象物に印字や刻印を行うもので、主に金属や樹脂などへの刻印やマーキングに使用されます。刻印に使用するレーザーはコンピューターで制御します。
小さなパターンを精細に、かつ高速で刻印することができます。印字対象物に対して非接触の状態で行われるため、製品に打刻の衝撃を与えず刻印が可能です。
使用されるレーザーは、ファイバレーザーが知られています。ファイバレーザーは固体レーザーの1種で、この固定レーザーからの光源を共振媒体によって増幅し、レーザー光として発振させて使用します。ファイバレーザーは、ビームスポットが小さく、ビーム品質に優れるため装置の小型軽量化が可能であり、切断加工やマーキング、溶接などの産業用途に広く使用が可能です。
また、使用されるレーザーとしてUVレーザーも使われます。UVレーザーは、基本波長レーザーの波長 (1,064nm) の1/3 (355nm) の波長を有しており、各素材に対して吸収率が非常に高く、熱損失を与えない印字や加工を行うことが可能です。高い発色性や製品へのダメージを抑えた印字が求められる用途に最適なレーザーです。
参考文献
https://www.keyence.co.jp/ss/products/marker/lasermarker/basics/marking-press.jsp
https://bipj.brother.co.jp/printer/cat/marker/
https://www.keyence.co.jp/ss/products/marker/lasermarker/basics/marking-press.jsp
https://www.keyence.co.jp/ss/products/marker/lasermarker/basics/uv-laser.jsp
http://www.dimach.co.jp/standard/
https://www.toyo-tos.co.jp/marking/product/impact_press.html