레이저 절단 기술에 대한 기본 지식

레이저 절단의 작동 원리

레이저 절단에는 고에너지 레이저 빔을 방출하는 레이저 발생기가 장착되어 있습니다. 그러면 레이저 빔이 렌즈에 의해 초점이 맞춰지고 매우 작은 고에너지 광점이 형성됩니다. 적절한 위치에 빛을 집중시키면 재료가 레이저 광선의 에너지를 흡수하여 증발, 녹거나 소거되거나 발화점에 도달하게 됩니다. 그러면 고압 보조 공기(CO2, 산소, 질소)가 폐기물 잔여물을 날려 버립니다. 레이저 헤드는 프로그램에 의해 제어되는 서보 모터로 구동되며, 다양한 모양의 작업물을 절단하기 위해 재료 위에서 미리 결정된 경로를 따라 이동합니다. 

레이저 발생기(레이저 소스)의 종류

빛은 붉은 빛, 주황색 빛, 노란 빛, 녹색 빛 등으로 분류할 수 있습니다. 물체에 의해 흡수되거나 반사될 수 있습니다. 레이저 빛도 빛입니다. 그리고 파장이 다른 레이저 빛은 서로 다른 특징을 가지고 있습니다. 전기를 레이저로 바꾸는 매체인 레이저 발생기의 이득 매체는 레이저의 파장, 출력 전력 및 적용 분야를 결정합니다. 그리고 이득매질은 기체상태, 액체상태, 고체상태가 될 수 있다. 

1. 가장 전형적인 가스 상태 레이저는 CO2 레이저입니다.

2. 가장 전형적인 고체 레이저에는 파이버 레이저, YAG 레이저, 레이저 다이오드 및 루비 레이저가 포함됩니다.

3. 액체 레이저는 유기 용매와 같은 일부 액체를 작동 매체로 사용하여 레이저 광을 생성합니다. 

다양한 재료는 서로 다른 파장의 레이저 빛을 흡수합니다. 그러므로 레이저 발생기는 신중하게 선택해야 합니다. 자동차 산업에서 가장 흔히 사용되는 레이저는 파이버 레이저입니다. 

레이저 소스의 작동 모드

레이저 소스에는 일반적으로 연속 모드, 변조 모드, 펄스 모드의 3가지 작동 모드가 있습니다. 

연속 모드에서는 레이저의 출력 전력이 일정합니다. 이렇게 하면 재료에 들어가는 열이 비교적 균일해지므로 고속 절단에 적합합니다. 이는 작업 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 열 영향 영역의 효과를 악화시킬 수도 있습니다. 

변조 모드에서 레이저의 출력 전력은 절단 속도의 함수와 같습니다. 각 지점의 전력을 제한하여 절단면이 고르지 않게 되는 것을 방지함으로써 재료에 유입되는 열을 비교적 낮은 수준으로 유지할 수 있습니다. 조작이 다소 복잡하여 작업 효율이 높지 않고 단시간만 사용할 수 있습니다.

펄스 모드는 일반 펄스 모드, 슈퍼 펄스 모드, 초강력 펄스 모드로 나눌 수 있습니다. 하지만 두 가지의 가장 큰 차이점은 강도의 차이뿐이다. 사용자는 재료의 특성과 구조의 정밀도를 기준으로 결정을 내릴 수 있습니다. 

요약하자면, 레이저는 종종 연속 모드로 작동합니다. 하지만 최적화된 절단 품질을 얻으려면 특정 종류의 재료에 대해 회전 시 속도 증가, 속도 절단 및 지연과 같은 이송 속도를 조정해야 합니다. 따라서 연속모드에서는 단순히 전력을 낮추는 것만으로는 충분하지 않습니다. 레이저 출력은 펄스를 변경하여 조정해야 합니다. 

레이저 커팅의 파라미터 설정

다양한 제품 요구 사항에 따라 최적의 매개변수를 얻으려면 다양한 작업 조건에서 매개변수를 계속 조정해야 합니다. 레이저 절단의 공칭 위치 정확도는 최대 0.08mm이고 반복 위치 정확도는 최대 0.03mm입니다. 하지만 실제 상황에서는 최소 허용 범위는 다음과 같습니다. ±조리개는 0.05mm이고 ±구멍 부위는 0.2mm입니다.

재료와 두께에 따라 필요한 용융 에너지도 달라집니다. 따라서 레이저의 필요한 출력 전력이 달라진다. 생산 과정에서 공장주는 생산 속도와 품질 간의 균형을 맞추고 적절한 출력 전력과 절단 속도를 선택해야 합니다. 따라서 절단 부위에 적절한 에너지를 공급할 수 있으며, 재료를 매우 효과적으로 녹일 수 있습니다. 

레이저가 전기를 레이저 에너지로 전환하는 효율은 약 30~35%입니다. 즉, 입력 전력이 4285W~5000W 정도일 때 출력 전력은 1500W 정도에 불과합니다. 실제 입력 전력 소비량은 공칭 출력 전력보다 훨씬 큽니다. 또한 에너지 보존 법칙에 따르면 다른 에너지는 열로 바뀌므로 이를 추가해야 합니다. 산업용 냉각기  

S&A는 레이저 산업에서 19년의 경험을 가진 신뢰할 수 있는 냉각기 제조업체입니다. 이 회사에서 생산하는 산업용 냉각기는 다양한 레이저를 냉각하는 데 적합합니다. 몇 가지 예를 들자면 파이버 레이저, CO2 레이저, UV 레이저, 초고속 레이저, 레이저 다이오드, YAG 레이저 등이 있습니다. 모든 S&냉각기는 사용자가 안심하고 사용할 수 있도록 문제 없는 작동을 보장하기 위해 시간에 검증된 구성 요소로 제작됩니다.