レーザー加工機の排気には何 CFM 要る？

レーザーのメーカーの値に従います。公表されている例では、たとえば Universal Laser Systems の卓上機が静圧 6 インチ水柱で 150 CFM、Epilog の多くの機種が 350〜400 CFM で、大きな機械はもっと求めます。圧力つきで書かれていれば、計算機にその圧力も入れてください。ホビー用ファンの「最大風量」はダクトを付けない状態の値なので、ダクト・曲がり・フレキをつなぐとずっと少なくなります。

レーザーのダクトは 4 インチと 6 インチのどちらがいい？

できれば 6 インチです。同じ風量なら、4 インチの丸ダクトは、長さあたりの圧力損失が 6 インチの約 7 倍です。Trotec は 35 ft を超える通り道には 6 インチをすすめています。

レーザー用の空気清浄機で煙は全部取れる？

取れません。紙のボードをレーザーで切った 2024 年の研究では、空気清浄機は粒子を大きく減らしましたが、ホルムアルデヒドと VOC は減らしませんでした。米国 EPA は、ろ過は換気の代わりにならないとしています。できる限り外へ排気してください。

切り終わってから、いつふたを開ければいい？

排気を回したまま、煙が抜けるまで待ちます。UCLA の研究では、切る間は抽出機を回していても、CO2 レーザーのふたを開けたあと部屋の微小粒子（10〜420 nm）が大きく増えました。NIOSH の研究でも、中の煙が抜ける前にふたを開けるとメタクリル酸メチルが漏れていました。

計算機・安全

レーザーの排気ファンとダクトの計算

ファンの「最大風量」は何もつながない状態で測った値です。ダクト・曲がり・フレキを入れ、ファンを選ぶと、実際にどれだけ流れるか、ダクトを太くすると効くかが分かります。その下に、研究で測られたレーザーの煙の中身をまとめました。

1ダクトの通り道

ダクトの径

3" (76 mm)4" (102 mm)6" (152 mm)8" (203 mm)

まっすぐな硬いダクト

90° エルボ

45° エルボ

フレキダクト

フレキの状態

2ファンと必要な風量

ファン

最大風量（CFM）

最大静圧（Pa）

必要な風量（CFM）

レーザーの説明書の値。書かれていなければ、下のメーカーの表を参考にします。

レーザーの排気口で要る静圧（Pa・任意）

説明書に「6 in. w.c. で 150 CFM」のように書かれていれば、上に 150、ここに 1494（6 × 249）を入れます。圧力が書かれていなければ 0 のまま。

実際に流れる風量

—

その風量での抵抗

—

ダクトの中の風速

—

ダクトの相当長

—

計算のしくみ

ダクトは風の通りを妨げ、その抵抗は風量が増えると急に大きくなります。ファンは、押し返す力が強いほど流せる風量が減ります。実際に流れる風量は、この 2 つが釣り合う所です。

ダクトの損失（100 ft あたり in. w.c.）＝ 0.109136 × CFM^1.9 ÷ 径（インチ）^5.02

相当長＝まっすぐなダクト＋ 90° エルボ 1 個 6 ft ＋ 45° エルボ 1 個 2.5 ft ＋フレキの長さ × 1.7 ×（1 ＋ 25.35 × 縮み率）

抵抗＝レーザーの排気口で要る静圧（任意）＋相当長でのダクトの損失＋出口の速度圧 1 つ分

ファン（推定）＝（最大風量, 0 Pa）と（0 CFM, 最大静圧）を結ぶ直線

ダクトの式は、Engineering ToolBox の亜鉛めっき丸ダクトの簡易式です。Trotec は 90° エルボ 2 個を直管 12 ft と数え、レンジフードの手引きは 45° エルボを 2.5 ft としています。伸ばしたフレキは金属のダクトより内側が粗く（Darcy–Colebrook の式からの当サイトの見積もりで約 1.7 倍）、LBNL の 6 インチのフレキの試験では、ふつうの縮みで圧力損失が約 4 倍、強く縮むと 10 倍近くになりました（係数は 6 インチで 25.35、8 インチで 21.61。3・4 インチの値は無く、さらに悪いと考えられるので 6 インチの値を使っています）。Trotec の目安「フレキ 5 ft ＝直管 15 ft」は縮み具合を書いておらず、当サイトの「ふつう」の方が厳しめです。説明書に圧力つきの風量があれば、その圧力を足して公平に比べます。ホビー用ファンの性能線を全部公表しているメーカーは見つからなかったので、ファンは 2 つの値を結ぶ直線とみなしています。実際の曲線はたいていこれより上にふくらみます。

レーザーのメーカーが求める風量

機械・ファン	風量	ダクト
Universal Laser Systems VLS 卓上機	6 in. w.c.（1.5 kPa）で 150・250 CFM	3 インチの口
Universal Laser Systems VLS 据え置き機	6 in. w.c. で 250・500 CFM	4 インチの口
Epilog Fusion Edge・Fusion Pro 24/36・Zing・Mini・Helix	350〜400 CFM	—
Trotec（20 × 32 インチの台の例）	6 in. w.c. で 600 CFM	4・6 インチの金属ダクト
xTool SafetyPro IF2 ファン	何もつながない状態で 140 CFM、レーザーにつなぐと 122 CFM	3 インチ
Glowforge（説明書の引用）	風量の記載なし。90° の曲がりは 2 か所まで（Compact Filter なら 3 か所）	4 インチのホース

業務用のメーカーは、6 インチ水柱のような決まった圧力のときの風量で書きます。最大静圧が約 2 インチ水柱で「400 CFM」のホビー用ファンは、「6 インチで 250 CFM」という求めを満たしません。

効き目の大きいダクトの決まり

6 インチにする。同じ風量なら、4 インチのダクトは長さあたりの圧力損失が約 7 倍です（ダクトの式からの当サイトの計算）。Trotec は 35 ft を超える通り道に 6 インチをすすめています。
フレキはぴんと伸ばすか、取り替える。Trotec はフレキ 5 ft を直管 15 ft と数えます。
曲がりは少なく、なめらかに。Glowforge の説明書では、ホースの 90° の曲がりは 2 か所までです。
ファンは外側の端に。Trotec は、ダクトの中が吸い込み側になるようファンを端に置きます。すき間があっても、煙が漏れ出すのではなく部屋の空気を吸い込みます。
ダンパーと給気。ダンパー付きの壁の口かフードを使い、部屋に代わりの空気が入る道を残します。気密の高い家では、そうしないとファンが空気を吸えなくなります。

レーザーの煙の中身

研究	測られたこと
アクリル・60 W CO2（UCLA・2023 年）	ふたを開けたあと部屋の 10〜420 nm の粒子が大きく増え、ピークは 1 cm³ あたり 3,515〜18,143 個。メタクリル酸メチルは測定器の下限（0.4 ppm）付近で、OSHA の限度 100 ppm を大きく下回った。
段ボール・木・樹脂・ガラス・40 W の卓上 CO2（2024 年）	排気なしで閉じた機械の中：吸入性粉じんは段ボールで最大 254 mg/m³、木で 164 mg/m³。CO は 24〜32 ppm（段ボールと木。樹脂とガラスは検出されず）、VOC は樹脂が最も多い。排気すると粉じんは平均 61 ％減り、CO と VOC は検出できない量に。
布・樹脂・25 W CO2（NIOSH・1997 年）	1 つの材料から最大 40 種類の物質。囲いの中でシアン化水素（フェルト 15 ppm、Formica 8〜10 ppm）、ホルムアルデヒド、ベンゼン、塩化水素など。ダクトの付着物は酸性で銅を腐食させた。
局所排気のある工房（ハーバード GSD・2019 年）	レーザーの部屋（3D プリンターと同室）で PM2.5 は最大 0.034 mg/m³（対照の事務室は 0.025）、ホルムアルデヒド 4.5 ppb。超微粒子は事務室より多かった。
紙のボード・模型の工房（2024 年）	粒子・ホルムアルデヒド・VOC は板が厚いほど増えた。空気清浄機は粒子を減らしたが、ホルムアルデヒドと VOC は減らさなかった。

どの研究にも共通する教訓が 3 つあります。ふたを閉じて排気を回すと、濃度は大きく下がりました。ふたを開けると部屋の濃度が上がったので、加工が終わっても排気を回し続け、中が抜けてから開けます。そして、2024 年の研究の空気清浄機は粒子を減らしましたが、ホルムアルデヒドと VOC は減らしませんでした。米国 EPA は、ろ過は換気の代わりにならないとしています。

公表されている測定は、ほとんどが CO2 レーザーです。青色ダイオードの彫刻機を測った査読付きの研究は見つかりませんでした。ダイオードも同じ材料を焼くので出る物質の種類は同じと考えられますが、10〜20 W のダイオードがどれだけ出すかは、まだ測られていません。

比べるための許容限度

物質	OSHA の限度	NIOSH の推奨
メタクリル酸メチル	100 ppm（8 時間）	100 ppm（10 時間）
ホルムアルデヒド	0.75 ppm（8 時間）・短時間 2 ppm	0.016 ppm（発がんのおそれ）・上限 0.1 ppm
一酸化炭素	50 ppm（8 時間）	35 ppm・上限 200 ppm
塩化水素	上限 5 ppm	上限 5 ppm
シアン化水素	10 ppm（8 時間）	短時間 4.7 ppm

大人の職場の限度で、大きさの目安として載せています。上の研究の数字は、ほとんどが部屋ではなく機械の中で測ったものです。

よくある質問

レーザー加工機の排気には何 CFM 要る？: レーザーのメーカーの値に従います。公表されている例では、たとえば Universal Laser Systems の卓上機が静圧 6 インチ水柱で 150 CFM、Epilog の多くの機種が 350〜400 CFM で、大きな機械はもっと求めます。圧力つきで書かれていれば、計算機にその圧力も入れてください。ホビー用ファンの「最大風量」はダクトを付けない状態の値なので、ダクト・曲がり・フレキをつなぐとずっと少なくなります。
レーザーのダクトは 4 インチと 6 インチのどちらがいい？: できれば 6 インチです。同じ風量なら、4 インチの丸ダクトは、長さあたりの圧力損失が 6 インチの約 7 倍です。Trotec は 35 ft を超える通り道には 6 インチをすすめています。
レーザー用の空気清浄機で煙は全部取れる？: 取れません。紙のボードをレーザーで切った 2024 年の研究では、空気清浄機は粒子を大きく減らしましたが、ホルムアルデヒドと VOC は減らしませんでした。米国 EPA は、ろ過は換気の代わりにならないとしています。できる限り外へ排気してください。
切り終わってから、いつふたを開ければいい？: 排気を回したまま、煙が抜けるまで待ちます。UCLA の研究では、切る間は抽出機を回していても、CO2 レーザーのふたを開けたあと部屋の微小粒子（10〜420 nm）が大きく増えました。NIOSH の研究でも、中の煙が抜ける前にふたを開けるとメタクリル酸メチルが漏れていました。

出典

Engineering ToolBox Duct friction loss
Trotec Laser exhaust system information
Abushakra・Walker・Sherman Compression effects on pressure loss in flexible HVAC ducts（LBNL）
KitchenAid のレンジフードダクトの手引き（エルボの相当長、6 インチ丸ダクトで 35 ft）
AC Infinity Cloudline S4・S6 の仕様、xTool SafetyPro IF2 の仕様（xTool を引用した販売店）
Munoz ほか Characterization of emissions from CO2 laser cutting acrylic plastics（ACS Chemical Health & Safety・2023 年）
O’Neill ほか Respirable particles and gas contaminants emissions from a desktop laser cutter and engraver（Aerosol and Air Quality Research・2024 年）
Kiefer・Moss Laser generated air contaminants released during laser cutting of fabrics and polymers（Journal of Laser Applications・1997 年）
Jeong ほかレーザーカッターの運転条件と室内の汚染物質（Environmental Pollution・2024 年）
TRC Environmental（ハーバード GSD）工作中の室内空気質の調査（2019 年）
米国 EPA Guide to air cleaners in the home、NIOSH Pocket Guide（表の中のリンク）

確認日 2026-10-27・計算による値です。このページを作るのに機械は使っていません。関連：加工してはいけない材料