カスタム板金製造: ファイバーレーザー切断とウォータージェットサービス

カスタム板金製造では、ファイバー レーザー切断とウォータージェット切断のどちらを選択するかによって、部品の品質、コスト、納期が決まります。

薄いシート (1mm ～ 12mm) には 0.1 mm の精度でファイバー レーザー切断が最適なオプションであり、厚いシート (30 mm 以上) または熱に弱い材料にはウォータージェット切断が最適なオプションです (熱変形を防ぐため、直角度は 0.05 mm)。 正しい選択をすると、コストを最大 25% 削減できます。

購買部門の責任者やエンジニアは、板金切断の決定に困惑することがあります。間違った決定は、主にプロセスの定量的な比較がないために、重大な損失を引き起こし、制御不能なほどコストが増大する可能性があります。

この記事では、LS Manufacturing の測定データを使用して、正しい選択、コストの削減、生産性の向上を支援する技術的な限界を示し、 選択可能な基準を提供します。

カスタム板金製造プロセスの選択に関する主要な回答の概要

<本体>

2 つのプロセスの主な違いと理想的なシナリオについて詳しく説明しました。 フォローアップ テスト データ、事例研究、意思決定ツールとともに、カスタム板金製造プロジェクトの要件を迅速に特定し、選択エラーを回避し、品質とコストの二重の最適化を成功させるお手伝いをいたします。

カスタム板金製造に LS Manufacturing を選ぶ理由?高能率・高精度切削

板金製造における最優先事項は間違いなく「精度、効率、低コスト」 であり、LS Manufacturing はまさにそれを提供する用意ができています。

ISO 9001:2015 認証を取得している当社のサービスは、製品の一貫性を保証し、やり直し作業を削減し、追加の無駄を削減します。

複数の 12kW ファイバー レーザーと高圧ウォーター ジェットを備えた LS Manufacturing の統合セットアップのおかげで、1mm から 100mm の範囲のさまざまな厚さを加工できます。つまり、さまざまなサプライヤーを探す必要がなくなり、通信コストが節約されます。

例として 12mm Q235 炭素鋼を取り上げます。わずか 0.1mm の非常に狭い切り口で、6000mm/分の速度で切断できます。 1 枚の 4 フィート x 8 フィートのシートで入手できるカスタム金属製造部品が 8% 増加するため、材料の無駄が減り、調達コストが削減されます。

当社の動的周波数補償技術は、熱に弱いアルミニウム合金部品のエッジスラグの蓄積に対処し、従来のウォーター ジェットよりも 8 倍高い処理効率を可能にします。

厚板加工の場合、高精度ウォータージェットにより垂直度を0.05mm以内に抑えることができるため、研削工程が不要になり、部品当たりの生産コストが15%～20%削減されます。

それ以上に、LS Manufacturing は常に AWS D1.1 鋼構造溶接標準は、お客様に提供します熱影響部とその後の溶接部分を最大限に制御します。

<ブロック引用>

当社は、世界中の 500 以上のクライアントにカスタマイズされたソリューションを提供し、全体の調達コストを平均 20% 削減することに貢献してきました。プロセスの選択に悩んでいる場合は、最適な処理ソリューションを見つけるための無料の DFM プロセス評価について当社のエンジニアにお問い合わせください。

ファイバー レーザー切断が高精度のカスタム板金製造において効率の第一の選択肢となるのはなぜですか?

薄いシートから中程度の厚さのシート (1 mm ～ 12 mm) の処理は、カスタム シート メタル製造の作業の約 70% を占めます。この分野では、ファイバー レーザー切断が効率の点でリーダー ボードのトップに立っています。主に顧客の収入創出に貢献する主な強みはスピード、精度、 コストです。

ファイバー レーザー切断の速度とエネルギー密度の利点

• Q235 炭素鋼の加工:切断速度は、厚さ 1mm で 12,000mm/min、6mm で 3,000mm/min、12mm で 6,000mm/min に達し、業界平均を大幅に上回り、生産能力を大幅に向上させます。
• 304 ステンレス鋼の加工: 厚さ 6 mm で 2000 mm/min の切断速度、エネルギー密度は 10^6 W/cm で完全に制御されます。これにより、材料の過度の溶解が防止され、良好な切断品質が維持されます。

ファイバーレーザー切断の精度とコストの利点

• 精度と損失の制限: カーフはわずか 0.1 mm で、通常の火炎切断よりも幅が 50% 小さくなります。これは、1 枚の 4'x8' シートに 5% ～ 8% 多くのカスタム金属製造部品を保持できることを意味し、部品あたりの材料コストが 3% ～ 5% 削減されることになります。
• 機械化と出荷: 自動積み下ろしおよびインテリジェントなスケジューリング システムと組み合わせることができるため、大規模生産の納期を 40% 短縮できるだけでなく、手動介入や人的ミスも削減できます。

<ブロック引用>

板金レーザー切断サービスは、生産ラインの効率を大幅に向上させることができます。このようにして、大量生産の顧客は生産能力を向上させ、単価を削減できます。プロジェクトが主に中薄板に焦点を当てている場合は、カスタム レーザー切断サービスのホワイト ペーパーをダウンロードして、特定の加工パラメータと原価計算方法について学ぶことができます。

図 1: 金属シートを高精度で切断するファイバー レーザー ビームを示す技術図

どのプロセス課題において、ウォータージェット金属切断サービスが材料の熱変形を回避する唯一の解決策ですか?

プレートが非常に厚い場合や、材料が熱に非常に敏感な場合、カスタム シート メタルの製造が行き詰まることがあります。 そのような場合、ファイバーレーザー切断による熱影響部 (HAZ) がプロセスの致命的な要因となる可能性さえあります。

ウォータージェット金属切断サービスは、その冷間加工特性によりこの問題を見事に解決し、唯一の実行可能なオプションです。

ウォータージェット切断の最も一般的な用途

• 厚板加工: 主に厚さ 30 mm 以上の金属板に使用されます。特に、厚さ50mmの炭素鋼を高圧ウォータージェットで切断すると、直角度は0.05mm以内、角度は1度となり、追加加工が不要なほど高精度です。
• 感熱材料の加工: この方法は、加工温度が 50 度であるため、チタン合金や高温合金などに適しています。熱影響部が作られないため、材料の硬化がなくなり、 さらに酸化層や微小亀裂も形成されません。

さまざまな材質の厚板のウォータージェット切断パラメータ

切断プロセス	適用素材と厚さ	公差精度	主な利点	該当するシナリオ
ファイバー レーザー切断	炭素鋼、ステンレス鋼 1 ～ 12 mm、アルミニウム合金 1 ～ 8 mm。	±0.1mm	高効率、狭いカーフ、低材料ロス。	量産可能な中薄板、高精度の標準部品。
ウォータージェット切断	30mm 以上のあらゆる種類の金属、熱に弱い合金。	±0.05 ～ ±0.15 mm	冷間加工、熱変形なし、垂直性良好。	厚板、熱に弱い部品、酸化を必要としない部品。
ファイバー レーザー (窒素アシスト)	ステンレス鋼、アルミニウム合金 1 ～ 6 mm。	±0.08mm	酸化層がなく、断面が滑らかです。	医療部品や航空宇宙部品など、要求の高い精密部品。
ウォータージェット (精密グレード)	特殊合金 20～100mm。	±0.05mm	熱影響部がなく、材料特性の変化もありません。	産業構造部品、厚板の精密加工。
複合プロセス	複雑なパーツ、複数の厚さの組み合わせパーツ。	±0.08mm	効率と品質のバランス。	カスタマイズされた複雑なシート メタル パーツ。

<本体>

ファイバー レーザーとレーザーのどちらを使用すべきか複雑な部品をカスタマイズする場合、ウォータージェット切断の精度と断面品質のバランスを確保しますか?

複雑な特注部品のカスタム板金製造の中心となるのは、精度、断面品質、コストの 3 つです。

ファイバー レーザーとウォータージェット切断のどちらの方法を選択するかは、作成する部品の形状とサイズに関する対話の一部として行う必要があります。私たちは、実際の測定データを活用して、この妥協に対する明確な基準を定めています。

2 つのプロセスのコア パフォーマンスの比較

マテリアル タイプ	厚さ	ウォータージェット切断速度	垂直性	二次処理の必要性
炭素鋼	30mm	300mm/分	±0.05mm	必要ありません
ステンレススチール	50mm	250mm/分	±0.08mm	必要ありません
チタン合金	20mm	200mm/分	±0.05mm	必要ありません
アルミニウム合金	40mm	350mm/分	±0.07mm	必要ありません

<本体>

複雑な部品のプロセス選択原則

<オル>

微細構造部品: 部品に非常に小さな穴 (0.5 mm 未満) または超微細ピッチがある場合、ファイバー レーザー切断が最適な方法です。 0.05 mm の最小集光スポット サイズは、より高い解像度を得るのに役立つだけでなく、材料の損傷を防ぎます。

大きな断面形状を持つ部品:部品が Ra3.2m に達し、厚さも大きい場合、ウォータージェット切断が最適な方法です。冷間加工のため酸化がなく断面が滑らかで、後の研磨も不要です。

まとめると、ファイバー レーザー切断は非常に詳細な部品の作成に最適ですが、ウォータージェット切断は高い断面品質が必要な厚いプレートに適しており、これらにより部品の正確な品質が保証されます。

図 2: ファイバー レーザーとウォータージェット切断技術の主な違いを示す比較表。

板金製造サービスでは、切削代を最適化することで材料調達コストを削減できますか?

カーフ代の正確な管理は、板金製造サービスでコストの最適化を達成する最も重要な方法の 1 つです。この要因はコスト削減策が講じられているにもかかわらず、常に闇の中にありました。

ファイバーレーザー切断における切り代の有用性

<オル>

切り口の幅が重要な要素です。ファイバー レーザーによる切断の切り口幅はわずか 0.1 mm です。ファイバーレーザーカットを使用すると、材料の無駄が減りシートの利用率が大幅に向上します。また、カーフ幅が0.2～0.3mmという従来の工法とは異なります。

レイアウト システムの活用:0.1 mm カーフと組み合わせたネストされたソフトウェアにより、最も効率的な方法で部品のレイアウトが作成されます。これらにより、4'x8' または 5'x10' シートあたりカスタム金属製造部品の数が 5%～8% 増加します。

切削代最適化による節約計算式

<オル>

バッチあたりの節約: たとえば、企業が毎月 200 ドルで 4 フィート x 8 フィートの 304 ステンレス鋼シートを 100 枚購入し、システムの最適化後にカットするシートの枚数が 8 ～ 10 枚少なくなった場合、$1600 ～ 2000 ドルの節約になります。毎月

長期的な価値: 年間 19,200 ドルから 24,000 ドルの節約に加えて、この金額は時々発生する原材料の価格変動のリスクを軽減するために確保しておくこともでき、 長期的にはコスト削減と効率の向上につながります。

<ブロック引用>

最高の部品を製造できる熟練した板金製造会社を見つける以外に、これらのコスト削減は技術的な最適化によっても享受できます。バッチ カスタマイズが必要な場合は、コスト削減の新たな可能性を引き出すための材料最適化後の無料のコスト計算については、当社のエンジニアにお問い合わせください。

ケーススタディ: LS Manufacturing はどのようにして医療機器業界向けに精密ステンレス鋼フレームをカスタマイズし、コストを 25% 削減したか?

医療機器部門は、非常に正確な製品寸法、非常に細かい表面品質、医療目的に使用できる材料など、カスタム板金製造に非常に高い基準を設定しています。

このケーススタディを通じて、当社がクライアントの主な問題にどのように対処し、同時に価格を引き下げたかがわかります。

クライアントの問題

一流の医療機器メーカーは、エッジに酸化層がまったくなく、さらに熱変形があってはならず、その後の要求の高いコーティング処理を条件として、厚さ 6 mm の 316L ステンレス鋼の外科用ステント フレームのカスタマイズを検討していました。

クライアントは当初ウォータージェット切断を採用していましたが、生産量は月に 800 セットのみで2,000 セットの需要を満たすことができませんし、1 個あたりのコストが 120 ドルで、かなりのコスト圧力がかかりました。

LS Manufacturing のソリューション

<オル>

問題点分析: クライアントの主な要望は「酸化物なし、高効率、低コスト」でした。現在のウォータージェット切断プロセスは非効率で高コストであるだけでなく、クライアントが必要とする機能を提供できないことを確認しました。

プロセスの選択: 無酸化物と高精度という医療グレードの要件を満たすには、プロセスを「10,000 ワットの高圧窒素ファイバーレーザー切断」に変更することが最良の解決策でした。

パラメータの最適化:補助ガス圧力は 25 Bar に増加し、焦点は -3.0 mm になりました。特別に設計された酸化防止カッティング ヘッドを使用して 切断領域の酸素を完全に排除 し、金属表面の酸化を防ぎました。

サンプル テスト:100 個の部品のテストにより、部品のカット表面粗さ Ra は 1.6μm で、表面粗さはありませんでした。酸化層なのでサンドブラストの必要はありませんでした。直角度の制限は 0.08 mm で、これは医学的に許容されます。

レイアウトの最適化: ネストのレイアウトが改善されました。 4 フィート x 8 フィートの 316L ステンレス鋼シートの部品数が 12 から 14 に増加し、材料の無駄が減り、 コストが削減されました

。

結果と値:

プロセスの変更により、実稼働システムの再構築が可能になりました。

• 生産効率が 60% 向上し、月間生産量は 2,500 セットになりました。
• 各部品のコストは 90 ドル (25% 削減) に下がり、 年間 72,000 ドルの節約につながりました。
• さらに、すべての部品が医療グレードの塩水噴霧試験に 100% 準拠し、耐用年数が 30% 延長されました。
• プロセスの変更後、1 個あたりの製造時間は 15 分/個から 6 分/個に短縮され、生産効率が 60% 向上しました。
• 月間生産量が 2,500 セットを下回ることはほとんどなく、顧客の要件を大幅に上回りました。
• 部品あたりの総調達コストが 120 ドルから 25% 削減の 90 ドルに削減され、お客様は年間 72,000 ドルを節約できました。
• また、すべての部品は 100% 医療グレードの塩水噴霧テストに合格し、耐用年数が 30% 延長されました。

<ブロック引用>

This is a clear case that proper process selection should be at the heart of matching customer's needs and our capabilities to switch processes can give the best solution for custom sheet metal fabrication in high end fields like the Medical Industry.

If you have needs for precision stainless steel frames or other medical-grade sheet metal parts customization, please contact our expert team for a customized solution and quote.

How To Accurately Select The Most Suitable Sheet Metal Laser Cutting Service Based On The Thickness And Material Hardness Of The Sheet Metal?

Knowing a sheet metal laser cutting service helps a lot after you find out what sheet thickness and material characteristics are. Actually, various materials and thicknesses will hardly be through by laser cutting parameters as well as by the resulting effects.

Just grabbing a model without paying attention may bring you quality problems and wastes of money very easily. We offer highly accurate matching solutions based on the very latest 2026 standards.

Laser Cutting Parameter Matching for Common Materials

• Carbon Steel and Stainless Steel:

For thoroughly working on Q235 carbon steel 1-12mm, 6-12kW power and oxygen assistance seem to be the perfect set of features to both control the speed and avoid slag formation.On the other hand, for 304 stainless steel 1-8mm, our recommendations are to use 8-12kW power and nitrogen assistance so as to effectively suppress oxidation.

• Special Alloys:

For aluminum alloy 1-6mm, 12kW power and nitrogen assistance are our suggestions, while anti-reflection technology being used for the protection of the equipment, for titanium alloy 1-4mm, 12kW power and argon assistance are our advice to help in balancing of energy and preventing thermal deformation.

Key Considerations for Laser Cutting

• Highly reflective metals processing:

Mixing anti-reflection technology (back-reflection protection) enabled us to solve the cutting problems of aluminum alloy and copper, so we can continuously cut and avoid breakdown of the equipment.

• Parameter adjustment:

It is crucial to change the power and feed speed according to the thickness of the sheet to be cut. For example, if you work with ultra-high strength steel (1-8mm), you will have to decrease the feed speed in order to keep the quality of the cut while also meeting the requirements of the industrial structural components.

処理技術	切断速度	切削面粗さ (Ra)	最小カーフ幅	微細孔処理能力	複雑なグラフィックスへの適応性
ファイバー レーザー切断	6000mm/分	3.2～6.3μm	0.1mm	0.5 mm 未満の微細穴を加工できます。	高さがあるため、狭ピッチのスロットに適しています。
ウォータージェット切断 (グレード 5 品質)	300mm/分	1.6～3.2μm	1.0mm	1.5 mm 未満の微細穴には適していません。	中、厚いプレートの複雑なグラフィックスに有利です。

<本体> <ブロック引用>

Our anti-reflection technology is a powerful solution to the tough problem of cutting highly reflective metals like aluminum alloys and copper. Besides ensuring continuous cutting without interruption, this technology also prevents equipment failure. If you don't know what laser parameters suit your sheet metal, just upload your CAD drawings and you will get free process selection advice.

Figure 3:​ Several metal samples with cut edges, showcasing results from different cutting processes like laser and waterjet.

Why Is It Necessary To Strictly Control The Heat Affected Zone In Industrial Sheet Metal Fabrication To Ensure Subsequent Welding Strength?

In the field of industrial sheet metal fabrication, the laser cutting stage has a major impact on how the parts will be bent and welded later on. Controlling the heat-affected zone (HAZ), i.e. the small surface layer that is altered by being heated, is critical for weld strength and is something that is commonly neglected.

Potential Hazards of the Heat-Affected Zone

Fiber laser cutting creates a 0.1-0.3mm thick surface layer with different mechanical properties (i.e. a heat affected zone or HAZ) that if uncontrolled can cause:

<オル>

Too much springback during CNC bending leading to bending accuracy deviations of up to 0.2mm, thus impacting assembly.

Lowering the weld toughness of the structural components that will be welded, thus increasing the chances of microcracks and failure to meet the AWS D1.1 requirements for steel structure welding.

Heat-Affected Zone Control Scheme

<オル>

Parameter Optimization: To limit the HAZ to 0.1mm, reduce energy density and increase cutting speed, which will also keep the weld strength at least 95% of the base metal.

Auxiliary Processing: For very high demand projects, a 0.2mm machining allowance is left for subsequent precision grinding to remove the hardened layer, areas of critical welding are processed by the water jet method to completely eliminate the HAZ.

How Can Professional Industrial Sheet Metal Fabrication Manufacturers Ensure Stable Delivery Time Through Equipment Redundancy?

Stable delivery times are a fundamental customer requirement in industrial sheet metal fabrication. Delivery delays are mainly caused by equipment failures and maintenance downtime. We implement an equipment redundancy strategy to provide a "zero delay" delivery guarantee.

Equipment Redundancy System Construction

Our company has several 12kW laser cutting machines and high pressure water jets of the same specifications to set up an "equipment hot backup" system.

In case a single piece of equipment is broken down or is under maintenance, the production line can be immediately switched and the backup equipment can be running within 10 minutes, thus completely avoiding the downtime and ensuring uninterrupted production.

Auxiliary Measures for Delivery Time Guarantee

We implement a 24/7 lights out production mode, along with an intelligent scheduling system aimed at unattended continuous production, thus not only improving efficiency but also reducing the risks of delivery time. Heavy asset investment is turned into a "zero delay" brand promise, satisfying the requirements of high value procurement.

よくある質問

Q1: What are the achievable tolerances for laser cutting and waterjet cutting in sheet metal processing?

Our fiber laser is capable of achieving a positioning accuracy of 0.1mm (ideal for 1-12mm thin plates). However, precision waterjet cutting can consistently maintain a tolerance of 0.05-0.15mm when working on thick plates.

Q2: Why do you suggest giving fiber laser cutting a higher priority when producing high precision aluminum alloy parts?

By combining fiber laser with our dynamic frequency compensation technology, we have achieved a method of eliminating the issue of the accumulation of slag on aluminum alloys after processing. The processing speed is 5-10 times faster than that of waterjet cutting, resulting in a drastic increase in efficiency and a reduction in costs.

Q3: How does LS Manufacturing ensure the perpendicularity of the cut for ultra thick carbon steel plates exceeding 25mm?

LS Manufacturing's solution to the problem is to utilize a powerful waterjet or a laser head, which is compensated for bevel. By lowering the speed and raising the gas flow, we can guarantee that the bevel angle is kept within 1 therefore fulfilling the requirements of thick plates.

Q4: Does fiber laser cutting change the chemical properties of the edges of stainless steel parts?

In some cases when cutting with oxygen, the metal surface can be oxidized. We usually cut the metal with high pressure nitrogen to protect the metal color naturally and also make it easier to weld without doing any extra work.

Q5: My drawing requires extremely small micro holes. Will waterjet cutting cause chipping?

Waterjet cutting micro holes smaller than 1.5mm may cause chipping. To prevent damage in the weak parts of the material, we advise laser pre-drilling or usage of a complete laser setup.

Q6: When customizing sheet metal parts in bulk, which process can help me obtain a more competitive quote?

For large volume workpieces with thickness less than 10mm, fiber laser cutting has such a high production rate per hour that a price of only 40% higher than waterjet cutting would significantly lower your bulk purchase costs.

Q7: If my parts require mirror polishing, what are the considerations for choosing the cutting process?

It would be best if you consider laser cutting together with our surface finishing procedure so that you can minimize grinding after processing, get a surface roughness of around Ra1.6, and be ready for mirror polishing.

Q8: Will LS Manufacturing allow uploading of CAD drawings for a free evaluation of the DFM process?

Yes, Our engineers will give you process recommendations and price quotes based on your drawings in 24 hours to help you achieve a balance between manufacturability and cost.

概要

Fiber laser cutting is a good way to cut medium or thin plates in custom sheet metal fabrication and Waterjet cutting is a good choice for thick plates and heat sensitive materials (quality assurance). Material thickness tolerances, and post processes should be considered when deciding both methods.

The right process can save 20%-25% of costs and speed up delivery times. With top notch equipment and technology, LS Manufacturing assists customers in choosing the best balance of cost, quality, and delivery time.

Upgrade your precision sheet metal supply chain. Get in touch with one of our experts now or upload your STEP/DXF files to receive a personalized DFM evaluation and price. Take advantage of our 24-hour rapid quote service and get a cheap custom sheet metal fabrication solution.

Featured Blogs

No data

Material Type	Thickness Range	Recommended Laser Power	Auxiliary Gas	Key Notes	Adaptability to Custom Metal Fabrication Parts
Q235 Carbon Steel	1-12mm	6-12kW	Oxygen	Control cutting speed to avoid dross.	High, suitable for mass-produced standard parts.
304 Stainless Steel	1-8mm	8-12kW	Nitrogen	Prevent oxidation and optimize focus position.	High, suitable for precision parts.
Aluminum Alloy	1-6mm	12kW	Nitrogen	Adopt anti-reflection technology to avoid equipment damage.	Medium, suitable for lightweight parts.
Titanium Alloy	1-4mm	12kW	Argon	Control energy density to avoid thermal deformation.	Medium, suitable for high-end customized parts.
Ultra-High Strength Steel	1-8mm	12kW	Nitrogen	Reduce feed speed to ensure cutting quality.	High, suitable for industrial structural parts.