高精度レーザー加工によるSUS製シムプレート製作（0.01mm～1mm）｜版代不要で試作に最適

半導体製造装置や精密機器の開発において、シムプレートの試作は避けて通れない工程です。しかし、従来のフォトエッチング加工では高額な版代が必要となり、試作段階でのコスト負担が大きな課題となっていました。

弊社では、高精度レーザー加工機を用い、板厚0.01mm～1mmまでのSUS製シムプレートを製作しています。最大の特長は、フォトエッチングで必要となる版代が不要な点です。そのため、初期投資額を大幅に抑えることができ、試作・評価用途に最適です。

本記事では、レーザー加工によるSUS製シムプレートの特徴、フォトエッチングとの比較、具体的な活用事例、発注時のポイントまで、詳しく解説します。

レーザー加工によるSUS製シムプレートとは

シムプレートの役割と重要性

シムプレート（調整板）とは、機械部品の隙間調整や位置決めに使用される薄板部品です。精密機器では、数ミクロン単位の調整が製品性能を左右するため、高精度なシムプレートが不可欠です。

主な用途：

• 半導体製造装置の精密位置決め
• 光学機器のレンズ間隔調整
• 医療機器の組立調整
• ロボットアームの隙間調整
• 精密測定器の校正用スペーサー
• 航空宇宙部品の厚み調整

レーザー加工の基本原理

レーザー加工は、高エネルギーのレーザー光を集光し、材料を溶融・蒸発させることで切断や穴あけを行う加工方法です。

対応可能な仕様

フォトエッチングとレーザー加工の徹底比較

SUS製シムプレートの製作方法として、従来はフォトエッチング（化学エッチング）が主流でした。ここでは、両者の特徴を詳しく比較します。

レーザー加工が特に優れているポイント

フォトエッチングが優れているポイント

レーザー加工ならではの強み：3つの特性

1. 複雑形状・微細形状への対応

レーザー加工は、ビーム径が非常に細いため、以下のような複雑な形状にも対応可能です：

• 微細な穴あけ：φ0.1mm程度の小径穴も加工可能
• 複雑な輪郭：曲線や細かい凹凸も高精度で再現
• 内部抜き：複数の内部穴や窓を同一プレート内に
• スリット加工：狭いスリット幅も対応
• 非対称形状：左右非対称な特殊形状も問題なし

2. 少量・短納期での製作

開発プロジェクトでは、「すぐに試したい」「複数パターンを比較したい」というニーズが頻繁に発生します。

レーザー加工は版製作の時間が不要なため、フォトエッチングと比べて大幅な納期短縮が可能です。特に試作段階では、この迅速さが開発スピードに直結します。

少量対応の実例：

• 1枚のみの試作：小ロットでも柔軟に対応可能
• 5種類×各3枚：異なる形状を一度に製作、比較評価が可能
• 追加発注：前回と同じデータで追加製作もスムーズ

3. 図面変更への柔軟な対応

試作段階では、実機確認後に「ここをあと0.2mm広げたい」「穴の位置を少しずらしたい」といった微調整が頻繁に発生します。

SUS製シムプレートの材質と板厚の選び方

SUS材の種類と特徴

板厚の選定ガイド

シムプレートの板厚は、求められる調整精度と強度のバランスで決まります。

板厚と精度の関係

板厚が薄いほど、レーザー加工の精度が向上します。ただし、薄すぎると熱変形のリスクが高まるため、用途に応じた最適な板厚選定が重要です。

活用シーン：「まず試したい」から始まる開発

ケーススタディ1：半導体製造装置の試作開発

背景：
次世代半導体製造装置の開発プロジェクト。ウェハーステージの精密位置決めに使用するシムプレートの最適形状を検証する必要があった。

課題：

• 10種類以上の形状パターンを試したい
• 各パターン5枚ずつ必要（組付け評価用）
• フォトエッチングでは版代が高額
• 開発スケジュールがタイト

解決策：レーザー加工の採用

1. 第1回試作：5パターン×各5枚をレーザー加工で製作
2. 評価・改良：実機で評価し、2パターンに絞り込み
3. 第2回試作：改良版2パターン×各10枚を追加製作
4. 最終確定：最適形状を決定後、量産はフォトエッチングへ移行

ケーススタディ2：光学機器メーカーの形状最適化

背景：
カメラレンズモジュールの組立調整用シム。レンズ間隔を0.01mm単位で調整する必要があり、最適な形状を試行錯誤で見つけたい。

プロセス：

1. 初期設計：板厚0.05mm、外径18mm、内径12mmの円環形状
2. 試作1回目：レーザー加工で10枚製作
3. 実装評価：組付け時に内径がやや大きいことが判明
4. 即座に修正：内径を11.8mmに変更、再製作
5. 試作2回目：改良版10枚で評価→最適形状を確定

ケーススタディ3：医療機器の急ぎの追加製作

背景：
既に量産中の医療機器に使用しているシムプレート。組立ラインで在庫切れが発生し、緊急で20枚必要になった。

対応：

• 過去のCADデータを使用
• レーザー加工で即日製作開始
• 短納期で納品完了

発注時のポイントと注意事項

図面・データのご提供方法

スムーズな製作のため、以下のデータ形式でご提供ください。

• 推奨データ形式：DXF、DWG、IGES、STEP
• PDFでも可：寸法が明記されていれば対応可能
• 手書き図面：寸法が明確であれば対応可（要相談）

加工精度に関する注意点

レーザー加工は高精度ですが、物理的な限界もあります。以下の点にご注意ください。

上記の制約事項については、事前にご相談いただければ、代替案や最適な加工方法をご提案いたします。

見積もり・発注の流れ

1. お問い合わせ：図面データまたは仕様をご連絡
2. 技術確認：製作可否と最適な仕様を検討
3. お見積もり：数量・納期・オプション含めてご提示
4. ご発注：お見積もり内容にご承認いただき次第、製作開始
5. 製作：レーザー加工にて製作
6. 検査・出荷：寸法検査後、梱包・出荷
7. 納品：指定場所へお届け

よくあるご質問

Q1：最小ロットは何枚からですか？

A：1枚から対応可能です。「まず1枚試したい」というご要望も大歓迎です。少量だからといって割高になることはありませんので、お気軽にご相談ください。

Q2：図面がまだ確定していませんが、相談できますか？

A：はい、可能です。概略図や手書きスケッチの段階でも、技術的なアドバイスや実現可能性の確認を行います。「こういう形状は可能か？」といったご相談も歓迎です。

Q3：急ぎで必要なのですが、対応可能ですか？

A：形状や数量にもよりますが、短納期対応も可能です。お急ぎの場合は、お問い合わせ時に納期をお知らせください。可能な限り対応いたします。

Q4：図面変更があった場合、追加費用はかかりますか？

A：レーザー加工では版が不要なため、図面変更による追加費用は発生しません。CADデータを修正するだけで、即座に新しい形状で製作できます。試作段階での形状変更が多い場合に、大きなメリットとなります。

Q5：0.01mmの超薄板は本当に加工できますか？

A：はい、実績があります。ただし、0.01～0.03mmの極薄板は取り扱いに注意が必要で、わずかな熱変形が発生する可能性があります。治具で固定するなど、対策を講じて加工いたします。事前に用途をお知らせいただければ、最適な加工方法をご提案します。

Q6：SUS以外の材質にも対応していますか？

A：SUS（ステンレス）以外にも、以下の材質に対応可能です：

• アルミニウム（A5052、A1050など）
• 銅（C1020、C1100など）
• 真鍮
• チタン（要相談）

材質によって加工条件が異なりますので、詳しくはお問い合わせください。

Q7：表面処理は必須ですか？

A：いいえ、必須ではありません。試作・評価用途であれば、無処理で問題ない場合がほとんどです。以下の場合は表面処理をおすすめします：

• 組付け時に干渉が気になる場合
• クリーンルームで使用する
• 腐食環境で使用する
• 長期保管が必要

Q8：CADデータがないのですが、PDFや手書き図面でも大丈夫ですか？

A：はい、PDFや手書き図面でも対応可能です。寸法が明記されていれば、弊社でCADデータを作成いたします（形状によっては作図費用が発生する場合があります）。不明点があれば、お電話やメールでご確認させていただきます。

まとめ：試作・評価フェーズには「レーザー加工」が最適

高精度レーザー加工によるSUS製シムプレート製作は、以下の特徴から、試作・評価フェーズに最適な選択肢です。

• 版代不要：初期費用を大幅削減、試作コストを抑制
• 短納期：版製作が不要で迅速に対応
• 少量対応：1枚から製作可能、複数パターンの比較も容易
• 図面変更に即対応：追加費用なしで形状変更が可能
• 複雑形状対応：微細穴・複雑輪郭も高精度で加工
• 板厚0.01mm～1mm：幅広い板厚に対応

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