건축 자재에 대한 레이저 기술의 적용

레이저는 높은 에너지를 이용하여 재료와 상호 작용하여 가공 효과를 얻습니다. 레이저 빔을 가장 쉽게 적용할 수 있는 분야는 금속 소재이며, 이는 개발이 가장 성숙한 시장입니다.

금속 재료로는 철판, 탄소강, 스테인리스강, 구리, 알루미늄 합금 등이 있습니다. 철판과 탄소강은 주로 자동차, 건설 기계 부품, 파이프라인 등 비교적 고출력 절단 및 용접이 필요한 금속 구조 부품에 사용됩니다. 스테인리스강은 두께 요구량이 크지 않아 중출력 레이저로는 가공이 어려운 욕실, 주방용품, 칼 등에 주로 사용됩니다.

중국의 주택 및 각종 사회 기반 시설 프로젝트는 급속도로 발전했으며, 다양한 건축 자재가 사용되고 있습니다. 예를 들어, 중국은 전 세계 시멘트의 절반을 사용하며, 세계에서 가장 많은 철강을 사용하는 국가이기도 합니다. 건축 자재는 중국 경제의 핵심 산업 중 하나로 꼽힙니다. 건축 자재는 많은 가공 공정을 필요로 하는데, 레이저 기술은 건축 자재에 어떤 용도로 활용될까요? 현재 이형철근과 철근으로 만든 기초나 구조물은 주로 유압식 전단기나 연삭기를 사용하여 가공합니다. 레이저는 파이프라인, 문, 창문 가공에 자주 사용됩니다.

금속 파이프의 레이저 가공

건설용으로 사용되는 파이프는 상수도관, 석탄가스/천연가스관, 하수관, 펜스관 등이 있으며, 금속 파이프에는 아연도금강관과 스테인리스강관이 포함됩니다. 건설 산업에서 강도와 미관에 대한 기대치가 높아짐에 따라 파이프 절단 요구 사항이 증가했습니다. 일반 파이프는 납품 전 길이가 보통 10m에서 20m에 달합니다. 다양한 산업에 공급된 파이프는 다양한 적용 시나리오에 따라 다양한 산업의 요구에 맞게 다양한 모양과 크기의 부품으로 가공되어야 합니다.

높은 자동화, 고효율, 고출력을 특징으로 하는 레이저 파이프 절단 기술은 파이프 산업에 빠르게 도입되어 다양한 금속 파이프 절단에 매우 적합합니다. 일반적으로 두께가 3mm 미만인 금속 파이프는 1,000와트 레이저 절단기로 절단할 수 있으며, 3,000와트 이상의 레이저 출력으로 고속 절단이 가능합니다. 과거에는 연마 휠 절단기로 스테인리스 스틸 파이프 한 단면을 절단하는 데 약 20초가 걸렸지만, 레이저 절단은 2초면 충분하여 효율이 크게 향상되었습니다. 따라서 지난 4~5년 동안 레이저 파이프 절단 장비는 기존의 기계식 나이프 절단을 대체했습니다. 파이프 레이저 절단의 등장으로 기존의 톱, 펀칭, 드릴링 등의 공정이 기계에서 자동으로 완료됩니다. 절단, 드릴링, 윤곽 절단 및 패턴 문자 절단이 가능합니다. 파이프 레이저 절단 공정을 사용하면 필요한 사양만 컴퓨터에 입력하면 장비가 자동으로 빠르고 효율적으로 절단 작업을 완료합니다. 자동 공급, 클램핑, 회전, 홈 절단은 원형 파이프, 사각 파이프, 평파이프 등에 적합합니다. 레이저 절단은 파이프 절단의 모든 요구 사항을 거의 충족하며 효율적인 가공 모드를 실현합니다.

레이저 튜브 절단

도어 및 창문 레이저 가공

문과 창호는 중국 부동산 건설 산업의 중요한 부분입니다. 모든 주택에는 문과 창이 필요합니다. 산업 수요의 급증과 매년 증가하는 생산 비용으로 인해 사람들은 문과 창호 제품의 가공 효율성과 품질에 대한 요구 사항을 더욱 높이고 있습니다.

문, 창문, 도난 방지 메시, 난간 제작에 사용되는 스테인리스 스틸은 대부분 두께 2mm 미만의 강판과 원형 주석입니다. 레이저 기술은 강판과 원형 주석의 고품질 절단, 중공 및 패턴 절단을 구현할 수 있습니다. 이제 핸드헬드 레이저 용접을 통해 점용접으로 인한 틈새나 눈에 띄는 납땜 접합 없이 문과 창문의 금속 부품을 매끄럽게 용접할 수 있어 문과 창문의 성능이 뛰어나고 외관이 아름답습니다.

문, 창문, 도난 방지 메시, 가드레일의 연간 소비량은 엄청나며, 중소형 레이저 출력으로도 절단 및 용접이 가능합니다. 그러나 이러한 제품 대부분은 주택 크기에 맞춰 맞춤 제작되며, 소규모 문/창호 설치 업체나 인테리어 업체에서 가공하는 경우가 많아, 가장 전통적이고 대중적인 절단 연삭, 아크 용접, 화염 용접 등을 사용합니다. 따라서 레이저 가공이 기존 공정을 대체할 수 있는 여지가 충분합니다.

레이저 용접 보안문

비금속 건축자재에 대한 레이저 가공 가능성

건축 자재 중 비금속 자재는 주로 세라믹, 석재, 유리 등입니다. 이러한 자재의 가공은 연삭 휠과 기계식 칼을 사용하는데, 이는 전적으로 수작업과 위치 조정에 의존합니다. 또한, 가공 과정에서 큰 먼지, 파편, 그리고 소음이 발생하여 인체에 큰 해를 끼칠 수 있습니다. 따라서 이러한 작업을 하려는 젊은 인력이 점점 줄어들고 있습니다.

이 세 가지 건축 자재는 모두 깨지거나 금이 갈 가능성이 있어 유리 레이저 가공이 개발되었습니다. 유리의 성분은 규산염, 석영 등으로, 레이저 빔과 반응하여 최종 절단하기 쉽습니다. 유리 가공에 대한 논의가 활발히 진행되어 왔습니다. 세라믹과 석재의 경우, 레이저 절단은 거의 고려되지 않으며 추가적인 연구가 필요합니다. 적절한 파장과 출력의 레이저를 찾을 수 있다면 세라믹과 석재도 먼지와 소음 발생을 줄이면서 절단할 수 있습니다.

현장 레이저 가공 탐색

주택 건설 현장이나 도로, 교량, 철도와 같은 기반 시설 프로젝트는 현장에서 자재를 시공하고 부설해야 합니다. 그러나 레이저 장비의 가공은 작업장에서만 이루어지며, 이후 가공물은 현장으로 운반되어 적용됩니다. 따라서 레이저 장비가 현장 적용 시나리오에서 실시간 가공을 수행할 수 있는 방법을 모색하는 것은 향후 레이저 개발의 중요한 방향이 될 수 있습니다.

예를 들어, 아르곤 아크 용접기는 널리 사용되고 있으며, 저렴한 가격, 뛰어난 휴대성, 낮은 전력 소모, 높은 안정성, 뛰어난 적응성 등의 특징을 갖추고 있어 언제든 현장으로 쉽게 운반하여 가공할 수 있습니다. 이러한 측면에서, 휴대용 레이저 용접기의 등장은 현장 레이저 가공의 적용 가능성을 제시합니다. 이제 휴대용 레이저 용접 장비와 수냉식 냉각기를 더욱 작은 크기로 통합하여 건설 현장에 적용할 수 있습니다.

금속 부품의 녹 발생은 매우 골치 아픈 문제입니다. 녹을 제때 처리하지 않으면 제품이 폐기될 가능성이 높습니다. 레이저 세척 기술의 발전으로 녹 제거가 더욱 쉽고 효율적이며, 처리 비용도 절감되었습니다. 이동이 불가능하고 건설 현장에서 세척해야 하는 작업물을 처리하기 위해 전문적인 방문 레이저 세척 서비스를 제공하는 것은 레이저 세척 개발 방향 중 하나가 될 수 있습니다. 난징의 한 회사는 차량 탑재형 이동식 레이저 세척 장비를 성공적으로 개발했으며, 일부 회사는 건물 외벽, 빗물받이, 철골 구조물 등의 현장 세척을 실현할 수 있는 백팩형 세척기를 개발하여 레이저 세척 현장 처리에 새로운 옵션을 제공하고 있습니다.

S&A 휴대용 레이저 용접기 냉각용 냉각기 CWFL-1500ANW