K5クリスタルキーホルダーに内部彫刻

今回は、

• SCULPFUN V5

• xTool F2 Ultra UV

の2機種を使用し、同じK5クリスタルキーホルダーへ内部彫刻を行い、その違いを比較してみました。

単純なスペック比較ではなく、

• 実際の仕上がり

• 加工方式の違い

• LED照明時の見え方

• 通常加工時の特性

についても詳しく解説していきます。

今回使用した素材

今回使用したのは、小型のK5クリスタルキーホルダーです。

内部彫刻では、

• 透明度

• 白化密度

• 側面発光

• 微細表現

が非常に分かりやすく現れる素材です。

そのため、機種ごとの描写力や加工アルゴリズムの違いが非常に見えやすくなります。

まず結論

完成品を比較すると、両機種とも非常に完成度が高く、内部彫刻という視点では甲乙つけがたい印象でした。

ただし、表現の方向性には違いがあります。

SCULPFUN V5は、

• シャープ

• 線画的

• クリア

な表現が得意で、

xTool F2 Ultra UVは、

• 高密度

• 階調豊富

• 立体感重視

な表現が得意という印象でした。

つまり、

V5

「線で魅せる内部彫刻」

F2 Ultra UV

「面と密度で魅せる内部彫刻」

という違いがあります。

どちらが優れているというより、表現の方向性が異なると言った方が正確かもしれません。

実際の比較結果

同一データを使用して比較すると、かなり特徴の違いが見えてきます。（左がV5 右がF2 Ultra UV)

SCULPFUN V5は比較的輪郭主体の表現で、

• シャープ

• クリア

• 線画的

な印象があります。

一方、xTool F2 Ultra UVは、

• 白化密度が高い

• 陰影が豊富

• 奥行き感が強い

• 立体感が高い

という特徴がありました。

これは単純な出力差ではなく、加工アルゴリズムや加工方式の違いが影響していると考えられます。

LED点灯時の違い

LED照明を使用すると、両機種の違いはさらに分かりやすくなります。（左がV5 右がF2 Ultra UV)

SCULPFUN V5は比較的輪郭主体で発光するため、

• シンプル

• クリア

• 神秘的

な印象があります。

一方、xTool F2 Ultra UVは内部全体が強く発光し、

• 陰影

• 密度感

• 奥行き感

• 存在感

が非常に強く現れました。

特にF2 Ultra UV側は、内部に“像そのもの”が浮かんでいるような見え方になります。

これは、

• 白化密度

• 微細ドット密度

• 光散乱量

が高いためだと考えられます。

加工方式の違いによる表現差

今回の比較では、「加工方式そのものの違い」も非常に印象的でした。

SCULPFUN V5は比較的スキャン主体の加工方式となっており、短時間で効率良く内部彫刻を行えます。

そのため、

• シャープ

• シンプル

• 線画的

な表現との相性が良い印象でした。

一方、xTool F2 Ultra UVはドット主体で内部彫刻を行っているような表現になっており、より高密度に微細点を積み重ねている印象があります。

その結果、

• 白化密度

• 階調表現

• 奥行き感

• 立体感

では非常に優れた結果となりました。

ただし、その分加工時間は長くなります。

今回の比較でも、F2 Ultra UVの方が加工時間を要しました。

つまり、

SCULPFUN V5

• 高速

• シャープ

• 線主体

xTool F2 Ultra UV

• 高密度

• 高立体感

• 高情報量

という方向性の違いがあると感じました。

これは単純な性能差というより、「どのような内部彫刻表現を目指しているか」という設計思想の違いが大きいように思います。

ビームエキスパンダーについて

ビームエキスパンダーは、レーザー光を一度大きく広げてから集光レンズへ入射させる光学系です。

実際には、

• 通常彫刻

• 深彫り

• カラー彫刻

• 微細マーキング

• 高精細加工

など、一般的なレーザー加工全般において、その効果が大きく現れます。

倍率が高くなるほど、

• 集光スポットが小さくなる

• エネルギー密度が高くなる

• 微細加工性能が向上する

という特徴があります。

つまり、5倍 → 10倍 → 15倍と倍率が上がるほど、

• より細い線

• より深い彫刻

• より高密度な加工

• よりシャープな輪郭

が可能になります。

特に内部彫刻では、非常に小さな点へ高密度にエネルギーを集中する必要があるため、一般的には12倍以上のビームエキスパンダーが必要になります。

通常のUVレーザーでは、特に指定しなければ10倍エキスパンダーが搭載されるケースが多いのですが、SCULPFUN V5は最初から15倍ビームエキスパンダーを採用しています。

そのため、

• 集光性

• エネルギー密度

• 微細加工性能

が非常に高く、通常加工においてもかなりパワフルな印象があります。

通常加工時の特性の違い

今回比較した内部彫刻では、両機種とも内部彫刻専用レンズを使用しています。そのため、通常加工時とは異なる光学構成となっています。

ただし、通常のレーザー加工という視点で見ると、SCULPFUN V5とxTool F2 Ultra UVでは設計思想にかなり違いがあります。

SCULPFUN V5の標準レンズは150×150mm構成となっており、xTool F2 Ultra UVの220×220mmと比較すると、加工範囲は若干コンパクトです。

しかしその分、

• エネルギー密度

• 集光性

• 彫刻パワー

では有利になりやすく、表面加工については全般にパワフルな印象があります。

一方、xTool F2 Ultra UVは220×220mmの広い加工エリアを持ち、

• カメラ位置合わせ

• 初心者向けUI

など、多機能性や扱いやすさに優れています。

まとめ

今回の比較では、SCULPFUN V5とxTool F2 Ultra UVは、どちらも非常に完成度の高い内部彫刻機であることが分かりました。

内部彫刻という視点では、正直なところ甲乙つけがたいレベルです。

ただし、

• V5はシャープで線画的

• F2 Ultra UVは高密度で立体感重視

という表現の違いがあります。

また、通常加工という視点では、

SCULPFUN V5は加工範囲が若干コンパクトな分、表面加工については全般にパワフルな印象があります。

一方、xTool F2 Ultra UVは広い加工範囲とカメラ機能を持ち、多機能性に優れています。

強いて違いを挙げるのであれば、

• カメラを搭載しているか

• ソフトウェアの方向性

の違いが大きいかもしれません。

SCULPFUN V5は比較的“プロ向け”な雰囲気が強く、xTool F2 Ultra UVは初心者でも扱いやすい方向性にまとまっています。

つまり、

SCULPFUN V5

• プロ向け寄り

• パワフル

• シャープな表現

xTool F2 Ultra UV

• 初心者向け

• 多機能

• 高立体感表現

という違いがあります。

動画はこちら

株式会社レーザーワークスでは、両機種の実機デモも承っております。お気軽にお問い合わせください。

F2 Ultra UVでK9クリスタルのインナー彫刻

今回は、355nm 紫外レーザーを搭載したxTool F2 Ultra UVで、K9クリスタルの内部彫刻を行ってみました。

作り方は、とても簡単です。セットに含まれてい短焦点レンズに付け替えて、3Dファイルをインポートするだけ、という手順になります。

レンズの交換そのものは、とても簡単です。1分もあれば交換できます。今回は、レンズ交換後に、キャリブレーションを行いましたが、それでも7-8分あれば十分です。

今回、加工材料が、セットに付属している材料が1個しかなかったので、加工パラメーターをデフォルトのまま加工を行ったのですが、結論から言うとパワーが弱かったようです。

材料のサイズは、50*50*80mmと決して大きくはないのですが、この龍を彫刻するのに1時間はかかります。

彫刻スタイルは、輪郭彫刻とソリッド彫刻の2通りから選べますが、輪郭彫刻はその名の通り、輪郭だけを彫刻します。　ソリッド彫刻は、中も塗り込んで？くれるのですが、加工時間が2時間半まで伸びます。

それから、彫刻モードについては、ドット（点）による彫刻と、スキャンによる彫刻を選べますが、xToolの説明によると、ドットのほうが形状をリアルに表現できるそうです。加工時間が短いほう、ということであれば、スキャンのほうが速いです。概ね、ですがスキャン加工は、ドッド加工に対して、3-4倍くらい、速く加工することが出来ます。

ちなみに、この手前の船の彫刻ですが、これはスキャンで加工しています。加工時間は、約4分程度でした。

ガラスにも加工できる、というのが、UVレーザーのメリットではありますが、内部彫刻については、材料代も高価ですし、出来上がったとしても飾り物にしかならないので、どちらかというと、ガラス表面に彫刻するほうが、汎用性がある気がします。

今回は、材料が１個しかなかったため、テストが出来なかったのですが、材料を発注したので、届き次第、パラメーターを調整したクオリティの高い商品を作ってみたいと思います。

F2 Ultra UVでワイボトルにレーザー彫刻

当社に来るお問い合わせで、比較的多いのが、オリシャン（オリジナルシャンパン）が作れるレーザーはないですか？　というリクエストをいただくことが多いのですが、これまでだとCO2レーザー一択だったのですが、このCO2レーザー、欧米系のレーザーカッターと、xToolのようなガラス管レーザーを使ったレーザーカッターの2択でした。

xToolのガラス管レーザーは、安価ではあるのですが、レーザーの励起方式が直流励起のため、CW発振（連続発振）となるため、パルス発振が可能なRF励起のメタルチューブにくらべると、熱が加わり続けるため、強いレーザーを当てるとガラスが割れることがあり、とくに炭酸ガスが含まれるスパークリングワイン系の彫刻には、とくに気を付ける必要があります。私もxTool P2での加工中にスパークリングワインを割った経験がありますが、割った後のマシンのメンテナンスが大変でした。

欧米系のレーザーカッターは、パルス発振なので、熱の影響が緩和され、ボトルを割ることはほとんどないのですが、今の円安状況からいうと価格が高すぎるため、ボトル彫刻だけでは採算が合いません。そのため、お客様には諦めていただくしかなかったのですが、ここにきて、xTool F2 Ultra UVが発売されました。

UVレーザーであれば、ガラスの加工が出来ることは　以前から知っていたのですが、この価格帯（本体のみ　ご注文時払い72万円程度）でUVレーザーが買えるのは驚きです。

結晶を通して波長を短くするという構造上、製品寿命はファイバレーザーに比べると短いのですが、それでもこの価格帯は魅力です。

（ビジネスでお使いになられるお客様には結晶交換が可能な業務用のUVレーザーマーカーがお勧めです）

ということで、早速、xTool F2 Ultra UVを使ってワインボトルに加工を行ってみました。

加工するデザインは、Shutterstock　からダウンロードしました。

こちらの画像はベクターデータです。

こちらの画像は、PNGです。

レーザーマーカーで加工をする際、ベクターとビットマップファイルとでは、パラメーターの設定が異なるため、その両方を試すために、2つのデータで加工を行いました。

今回は、ボトルを回しますので、オプションのRA3（ロータリーアタッチメント）を使用しました。

xTool Studioを開いて、データをインポートします。加工モードはRA3のロータリーチャックモードです。

材料をセットし、フォーカスを合わせて、ソフト上で直径を入力、加工パラメーターは、xToolのお勧めパラメーターを呼び出し、そのままでは弱いと感じたので、少し、強度を高くしました。

加工動画

完成しました。

今回は、彫ったところに色を入れることが必須だったのですが、深さはそれほど深く掘ることは出来ないのですが、色入れは余裕で出来ました。　彫刻に加工にかかった時間は1時間程度です。　色入れをは、拭き取りも含めて10分程度でした。色は、今回は、三菱のペイントマーカーを使用しましたが、スプレー缶を使ったほうが早く、均一に塗れると思います。

ただし、色を入れて、後から拭き取ることを考えると、広い面積を彫刻することはお勧めしません。

これであれば、十分、採算ベースに乗ってくるかと思います。

xTool F2 Ultra UVにご興味頂きましたら、当社までお問い合わせください。