ガラスへのレーザーマーキング

ガラスは透明だから難しい

ガラスへのマーキングが難しい理由は、光を通してしまうことです。レーザー加工は光が素材に吸収されて初めて熱になるため、透過してしまう波長では加工になりません。金属加工で広く使われる約1μm帯のファイバーレーザーは、一般的なガラスをほぼ透過します。

一方、CO2レーザーの約10.6μm帯は一般的なソーダライムガラスに吸収されるため、表面を白く曇らせるマーキングが可能です。もう一つの選択肢が、波長の短いUVレーザーです。同じガラスでも、組成や表面のコーティングの有無で結果は変わります。用途としては、容器や什器への表示、装飾、識別のための記号などが挙げられます。まず自社で扱うガラスがどの種類かを把握することが出発点です。方式の違いはレーザーマーキングの種類で整理しています。

割れとの付き合い方

ガラスは熱による膨張差に弱く、急に熱を入れると微細なひび(マイクロクラック)が広がります。マーキングが白く見えるのは、この表面の細かな荒れによって光が散乱するためです。つまり「割らずに、表面だけを細かく荒らす」のが狙いどころになります。

実務では、入熱を抑えて複数回に分ける、点の間隔を詰めすぎない、縁や角から距離をとる、といった手当てが使われます。とくに強化ガラスは小さな傷から全面が破砕する性質があるため、加工は避けるか、必ず事前に十分な検証を行ってください。製品の安全性に直結する部分です。加工の速さを求めて一気に熱を入れると、その場では割れなくても、時間が経ってからひびが進むことがあります。出荷前の検査工程まで含めて品質を確認してください。

方式と手法の使い分け

どの手法でも、素材の組成(ソーダライム、ホウケイ酸、石英など)によって結果が変わります。同じ「ガラス」という呼び名で条件を共通化しないことが大切です。どの手法を選ぶかは、求める見え方と生産量、そして割れのリスクをどこまで許容できるかで決まります。薄いガラスや曲面のある製品では、治具の工夫も含めた検討が必要です。UVレーザーの基本はUVレーザーの基礎をご覧ください。

現場で押さえる段取り

• 加工前に表面の油分や汚れを落とし、条件のばらつきを減らす
• 治具で高さを一定に保ち、焦点位置をそろえる
• 加工後に出る微細なガラス粉を確実に除去する
• 破片と粉じんの飛散対策、保護具の着用を標準にする
• 同じ製品でもロットで組成が変わることがあるため、変更時は再確認する

治具と清掃の手間まで含めて、一個あたりにかかる時間を見積もっておくと、量産化の判断がしやすくなります。透明な製品は照明の当たり方で見え方が変わるため、検査の条件も先に決めておくと安心です。割れが出たときに原因を追えるよう、条件と材料の記録も残してください。

ガラスは、やってみないと分からない度合いが大きい素材です。製品に使う実物でのテストマーキングはお問い合わせからご相談ください。