シリアル番号、バーコード、ロゴなど、どの製品にも設計データやサービス記録と結びつける固有のアイデンティティが必要です。エネルギー貯蔵、医療機器、板金組立などの業界では、マーキングは単なるラベルではなく、トレーサビリティと規制遵守をサポートする品質保証のステップです。

今日のメタルマーキングの主流は、レーザーマーキングとドットピーンマーキングの2つの技術である。どちらもコードやロゴを永久的に刻印することができますが、その方法は大きく異なります。これらの違いを理解することが、工場のワークフローに合った方法を選択する第一歩となります。

レーザーとドットピーンマーキング1

レーザーマーキングの仕組み

レーザーマーキング は、集光ビームを使用して材料表面を変化させる。ビームパワーとパルス時間により、金属やプラスチックの表層をエッチング、彫刻、アニールすることができる。このプロセスは非接触であるため、工具が部品に触れることがなく、摩耗や振動、表面の変形がない。

レーザータイプ 代表的な波長 素材に最適
ファイバーレーザー 1064 nm ステンレス鋼304/316、アルミニウム5052、真鍮
CO₂レーザー 10.6 µm プラスチック、コーティング金属、木材
UVレーザー 355 nm エレクトロニクス、陽極酸化アルミニウム、デリケートなポリマー

デザインのヒント ステンレス鋼やアルミニウムのパネルの場合、レーザー出力を15~25W程度に設定し、スキャン速度を下げると、表面の滑らかさに影響を与えずに強いコントラストを得ることができる。

最新のファイバーレーザーは最大100,000時間連続稼動し、ERPまたはバーコードデータベースに直接接続します。この統合により、高速で一貫したマーキングが必要な大量板金生産ラインに最適です。

レーザーマーキング

 

ドットピーン・マーキングの仕組み

ドットピーンマーキングは、硬い超硬スタイラスを使用して表面に小さなくぼみのパターンを作成します。各インパクトはドットを形成し、一連のドットは文字、数字、またはデータコードを構築します。マークは機械的に素材に刻み込まれるため、深く刻まれ、摩耗や熱、塗料に強くなります。

部品が静止している間にスタイラスが X-Y 軸に沿って移動するため、レーザーが焦点を失う粗面、油面、鋳造面では特に効果的です。また、炭素鋼やチタンのような硬い金属でも、深さや視認性を損なうことなく処理できます。

標準誤差: ドットピーン作業中のクランプが不十分だと、ドット間隔が不均一になり、スタイラスの跳ね返りが発生します。均一な深さを維持するために、常にワークをしっかりと固定してください。

デザインのヒント 厚い炭素鋼にマーキングする場合は、塗装または亜鉛メッキ後の読みやすさを考慮して、インパクト深さを0.2~0.3 mmに設定する。

ドットピーン・マーキング

レーザーとドットピーンマーキング:主な比較要因

レーザーとドットピーンマーキングのどちらを選ぶかは、見た目だけでは決められません。精度、耐久性、コスト、自動化への対応など、両者の違いを比較してみましょう。

マーキングの品質と精度

レーザーマーキングは、0.02 mmの線幅でシャープかつ高コントラストな結果を提供します。複雑なロゴ、バーコード、QRコードを歪みなく再現します。この精度により、視覚的に一貫性を保つ必要がある表面、シリアル番号、コンプライアンスデータのブランディングに最適です。

しかし、ドットピーンマーキングは物理的な点のパターンを形成する。このマークは耐久性があるが、鮮明ではない。外観が二の次となる工業部品では、その触覚的な質感が、作業者が劣悪な照明の下でシリアル番号を感じたり読み取ったりするのに役立つこともある。

💡 デザインのヒント レーザーで読み取り可能なQRコードには、レーザーマーキングを使用する。スキャナーは、凹凸のあるドットよりも、滑らかでコントラストの高いマークをより速く捉えることができる。

材料適合性と表面状態

レーザーマーキングは、金属、プラスチック、セラミック、コーティング仕上げの加工が可能です。適切なビーム設定により 陽極酸化アルミニウム, ブラックオキサイド鋼、 または 粉体塗装パネル.

ドットピーンは、鋳鉄、炭素鋼、Q235、鍛造部品など、硬い表面、粗い表面、研磨されていない表面で威力を発揮します。レーザーでは焦点が合わなかったり、コントラストが一定しないような場所にも浸透します。

⚠️ よくあるエラー: サンドキャストやテクスチャー加工された表面にレーザーマーキングを使用すると、マークが斑点状になる。表面仕上げに凹凸がある場合は、ドットピーンをお選びください。

深み、耐久性、後処理への耐性

レーザーマークの深さは通常0.01~0.05 mmで、識別には最適ですが、厚いコーティングには浅い場合もあります。粉体塗装が60 µmを超える場合は、レーザー出力を上げるか、塗装前にマークして視認性を維持します。

ドットピーンマークは深さ0.1~0.5mmに達することができ、塗装、メッキ、熱処理後も読み取ることができます。過酷な環境下でも、腐食、摩耗、洗浄サイクルに何年も耐えます。

💡 デザインのヒント コーティングが施された部品の場合、完成したサンプルで両方の方法をテストしてください。コーティング後の可読性を測定し、コントラストが最も良いプロセスを選択します。

スピードと自動化の可能性

レーザーマーキングは高速で自動化が容易です。機械的な接触がないため、小さなフォントであれば1マークあたりのサイクルタイムは1秒未満になります。多軸システムはコンベアやロボットアームと直接統合できるため、レーザーは連続生産に最適です。

ドットピーンマーキングは機械式で、スタイラスはドットごとに移動しなければならない。複雑なパターンには時間がかかり、通常1コードあたり3~6秒かかる。少量生産やスタンドアロン・ワークステーションでは、この遅い速度も許容範囲です。

⚙️ 効率に注意: 大量生産ラインでは、レーザーマーキングは出力速度を3倍にし、スタイラスの摩耗調整を不要にすることでセットアップ時間を短縮することができます。

設備費用とメンテナンス

レーザーシステムは、光学系とビーム源のために初期投資が高くなります。しかし、消耗品やスタイラスの交換が不要で、寿命も長い(10万時間以上)ため、メンテナンスコストは最小限に抑えられます。

ドットピーン機は、購入コストは低いが、特に硬い金属では頻繁にスタイラスを交換する必要がある。エア駆動ユニットは、定期的なフィルター清掃と潤滑が必要です。小規模な店舗や臨時のマーケティングの場合、短期的にはこちらの方が経済的です。

💡 ROIのヒント 生産量が月産5,000個を超える場合、レーザマーキングの運転コストの低さは、通常1~2年で初期価格を相殺する。

環境とオペレーターの安全

レーザーマーキングには、排煙装置と反射光を遮断する保護カバーが必要です。適切に設置されていれば、クラス1の安全基準のもと、静かでクリーンな動作が可能です。

ドットピーンは騒音と振動を発生させる。連続運転では80~90 dBに達することがあるため、共同作業スペースでは遮音性の高いエンクロージャーやマウントを使用することをお勧めします。

🧱 デザインのヒント 重機のあるオープンな作業場では、ドットピーンが自然にフィットします。クリーンな環境を必要とする研究室や組立ラインでは、レーザーマーキングを使用することで、ほこりのない静かな環境を保つことができます。

クイック比較スナップショット

ファクター レーザーマーキング ドットピーン・マーキング
マークの品質/コントラスト 高精度 頑丈でディテールが少ない
深さ/耐久性 ★★★☆☆ ★★★★★
素材範囲 ★★★★★ ★★★☆☆
表面公差 ★★☆☆☆ ★★★★★
スピード / オートメーション ★★★★★ ★★☆☆☆
初期費用 ★★★☆☆ ★★★★★
メンテナンス費用 ★★★★★ ★★☆☆☆
オペレーターの安全 ★★★★☆ ★★★☆☆

用途と業種による選択

どちらのマーキングシステムも、それぞれ異なるニーズ に応えるものである。最適な選択は、部品がどのように使用されるか、どのような環境にさらされるか、また、長期間にわたってどの程度読み取り可能なマークを維持しなければならないかによって決まります。以下に、主な産業用途と、それぞれの技術がどのように適合するかを示す。

重量部品と構造部品

ドットピーンマーキングは、自動車、建設、産業機械部品に最適です。熱、振動、磨耗に強いため、機械的な跡が目立ちません。スタイラスは厚いコーティングを貫通するため、スチールフレーム、シャーシブラケット、鍛造ハウジングに適しています。

ドットピーンマーキングは衝撃式であるため、レーザーでは焦点が合いにくい粗面、油面、未加工面でも確実にマーキングできます。また、溶融亜鉛メッキや塗装の後でも読みやすいままであり、これは長寿命部品にとって重要な利点です。

💡 デザインのヒント 鋳物や溶接構造物には、20×20 mm の平らな領域をマーキング用に残してください。これにより、安定したスタイラス接触と均一な深さを確保できます。

⚠️ よくあるエラー: マーキング・ゾーンの近くで溶接継ぎ目が重なると、 スタイラスがたわみ、ドットが浅くなることがあり ます。溶接部とマーキング・ゾーンの間には、少なくとも 10 mm の間隔を空けてください。

精密部品とブランド部品

レーザーマーキングは、医療機器、家電製品、シートメタル・エンクロージャーで主流となっている。これらの業界では、明瞭性、トレーサビリティ、美的品質が優先されます。

集光レーザーは、アルマイトやサテン仕上げのアルミニウムにもシャープなエッジを維持したまま、0.2 mmの小さなテキスト、シリアル番号、または2Dコードを彫刻することができます。

非接触プロセスにより、薄いシートメタルの歪みを防ぎ、仕上げを損なわない。コンピューター制御のパラメーターにより、オペレーターはデザインを即座に切り替えることができ、複数の製品バリエーションにわたる柔軟な生産が可能です。

💡 デザインのヒント つや消しまたは粉体塗装のアルミニウム・パネルには、波長1064 nm前後のファイバー・レーザーを使用する。周囲の仕上げを焼くことなく、濃くコントラストの高いマークを作成します。

トレーサビリティとコンプライアンス主導の製造

ISO 9001、IATF 16949、またはFDAのトレーサビリティ要件が適用される業界では、レーザーマーキングが最適なソリューションです。その高精度により、機械読み取り可能なQRコード、DataMatrixシンボル、および生産データベースに直接接続するUIDが可能になります。

ドットピーンでもシリアルはエンコードできるが、光学式スキャナーは、特にコーティングや研磨後の不均一なドットや磨耗したマークに苦労することがある。グローバルなサプライヤーや輸出業者にとって、レーザーベースのシステムは、自動化された検査とトレーサビリティのワークフローにおいて、より優れた一貫性を提供します。

📊 検証のヒント 表面仕上げ後は、必ず標準的なスキャナーまたはビジョンシステムを使用して、コードの読み取り性を検証してください。コードがISO 29158(AIM DPM)の検証でグレードB以上に適合していることを確認してください。

業種例表

産業 望ましい方法 理由
自動車・重機 ドット・ピーン 深く頑丈なマークは、摩耗やコーティングに耐える
医療機器 レーザー 高コントラスト、コンタミのない識別
コンシューマー・エレクトロニクス レーザー 精密ブランディングと小部品マーキング
航空宇宙 レーザー 軽量部品、厳格なトレーサビリティ
金属加工/建設 ドット・ピーン 大きく粗い表面やスチールフレームに対応
エネルギー貯蔵 / バッテリー レーザー 密閉型エンクロージャーと互換性のあるクリーンマーク

隠れた配慮

表面品質やスピードだけでなく、隠れた要因が実際のマーキング価値を形成します。コーティングからROIまで、ワークフローに最適な方法を決定する要因をご紹介します。

表面仕上げとコーティングはマーキングにどう影響するか?

どのマーキング方法が長持ちするかは、表面仕上げによって決まることが多い。粉体塗装、陽極酸化処理、めっきは、コントラストを弱めたり、浅いマークを埋めたりすることができる。

レーザーマークの深さは通常0.02~0.05 mmで、コーティングされていない金属には最適です。しかし、厚いコーティング(> 60 µm)は、ビームがより深く彫刻されるか、仕上げ前にマークされない限り、視界がぼやける可能性があります。システムによっては、より良いコントラストを得るために、層を除去してむき出しの金属を見せることができる。

通常、深さ0.2~0.5mmのドットピーンマークは、スタイラスが色の変化ではなくくぼみを形成するため、コーティングや研磨後も読み取りが可能です。この深さであれば、摩耗や腐食にさらされたり、繰り返し洗浄されたりする部品でも信頼できます。

💡 デザインのヒント コーティング後は必ずマーキングの読み取り性をテストしてください。工場照明とスキャン距離の下でレーザーとドットピーンサンプルを比較してください。

曲線や複雑な形状へのマーキング

レーザーマーキングには安定した焦点距離が必要です。曲面や角度のある部品では、システムにオートフォーカスや多軸ガルボヘッドが搭載されていない限り、ビームが歪む可能性があります。これらのアップグレードはコストを増加させますが、3D表面の一貫性を向上させます。

ドットピーンは曲線を自然に処理します。スタイラスは、深さを失うことなく、シャフト、パイプ、ブラケットなどの円筒形や不規則な表面に追従できます。厚みのある金属製ハウジングや構造部品では、プログラミングやメンテナンスがより簡単になる場合があります。

⚙️ エンジニアリングのヒント 薄いシートメタル筐体の場合、曲げ部やリベットの近くにドットピーン衝撃を与えないでください。振動はパネルを変形させる。

長期間の可読性とデータ保持

部品が熱、振動、腐食にさらされても、メカニカルマークは長持ちし、ドットピーンは屋外や工業環境で何年使用しても読みやすいままです。

レーザーマークは、電子機器、医療機器、エネルギー貯蔵システムなど、深さよりもコントラストや機械の読み取りやすさが重視されるクリーンな環境や管理された環境で優れています。また、滑らかな表面は汚れが付着しにくく、スキャナーの精度維持に役立ちます。

🧩 検証アクション: 環境サイクルまたは塩水噴霧試験後のQRまたはDataMatrixの読み取り可能性をテストします。マークがISO 29158のトレーサビリティ基準を満たしていることを確認します。

ROIとライフサイクルコスト分析

初期費用と長期費用は大きく異なる:

  • レーザーマーキング: 購入コストは高いが、メンテナンスは最小限。スタイラスの摩耗や消耗品がなく、サイクルタイムが2~3倍速い。大量生産ラインや自動化ラインに最適。
  • ドットピーンマーキング: 参入コストは低いが、運転コストは高い。スタイラスの摩耗、圧縮空気のメンテナンス、処理能力の低下により、長期的に総コストが増加する。

多くの場合、生産量が月産5,000~10,000個を超えると、レーザマーキングはダウンタイムの短縮と労働力の節約により、投資回収が早くなる。

💡 ROIのヒント 機械の価格だけでなく、メンテナンス時間、スタイラスの交換、生産歩留まりもコストモデルに含めてください。真の節約は稼働時間とプロセスの信頼性から生まれます。

最終チェックリストどの方法があなたのワークフローに合うか

部品がコーティング、鍛造、または粗い場合 → ✅。 ドット・ピーン

部品にブランド、トレーサビリティ、マイクロコードが必要な場合 ✅。 レーザー

✅ 生産ラインが自動化されている場合 レーザー

✅ 量が少ないヘビーデューティ・ジョブを実行する場合、次のようになる。 ドット・ピーン

複数の素材に柔軟に対応することを計画しているのであれば → ✅。 レーザー

両方のシステムを1つの設備で共存させることができます。多くのメーカーは、目に見えるロゴにはレーザーマーキングを、構造部品の深いシリアルにはドットピーンを使用し、効率性と耐久性を両立させている。

結論

レーザーとドットピーンマーキングには、それぞれ明確な利点があります。レーザーは、精度、スピード、デジタルトレーサビリティーシステムとのクリーンな統合を実現します。ドットピーンは、粗い金属やコーティングされた金属に深さ、耐久性、性能を提供します。

最適なソリューションは、素材、コーティング、ワークフローによって異なります。設計やDFMの初期段階でそれらを評価することで、製品のライフサイクル全体を通して各マークが読みやすい状態を保つことができます。

シェンゲンでは、当社のエンジニアが製造業者の材料、仕上げ、生産量のニーズに合ったマーキングシステムの選択と導入をサポートします。 図面のアップロードまたは無料DFMレビューのご依頼.

よくあるご質問

どの方法が最も深いマークを生み出すのか?

ドットピーンマーキングは、深さ0.5mmまでの機械的なくぼみを形成するため、耐久性に優れています。レーザーマークはより浅いが、視覚的なコントラストはより鮮明になる。

レーザーマークは粉体塗装に耐えられるか?

コーティング前にエングレービングした場合、またはビームパワーを上げた場合は可能。必ず硬化後に視認性をテストし、透明度を確認してください。

自動化ラインはどちらが速いか?

レーザーマーキングは高速で自動化が容易であり、わずかなマークであれば1秒以内に完了する。ドットピーンは機械的な動きのため時間がかかる。

ドットピーン・スタイラスの交換頻度は?

パーツの硬さやマーキングの深さにもよるが、通常1~3ヶ月に1回。

トレーサビリティを確保するにはどちらが良いのか?

レーザーマーキングは、QRやDataMatrixのような、より鮮明で機械読み取り可能なコードを作成し、自動追跡やデジタルトレーサビリティシステムに最適です。

やあ、僕はケビン・リー

ケビン・リー

 

過去10年間、私はさまざまな形態の板金加工に没頭し、さまざまなワークショップでの経験から得たクールな洞察をここで共有してきた。

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ケビン・リー

ケビン・リー

レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。

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