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레이저 가공에서 열에 의한 변형을 방지하는 방법

고반사율 소재의 레이저 가공은 높은 열전도율로 인해 열 변형을 초래할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 제조업체는 레이저 매개변수를 최적화하고, 국부 냉각 방식을 사용하고, 밀폐형 챔버 환경을 도입하고, 사전 냉각 처리를 적용할 수 있습니다. 이러한 전략은 열 영향을 효과적으로 최소화하여 가공 정확도와 제품 품질을 향상시킵니다.

2025-07-08

구리, 금, 알루미늄과 같이 반사율이 높은 소재의 레이저 가공은 높은 열전도율로 인해 고유한 어려움을 겪습니다. 열은 소재 전체에 빠르게 분산되어 열영향부(HAZ)를 확대하고 기계적 특성을 변화시키며, 종종 가장자리 버(burr)와 열 변형을 초래합니다. 이러한 문제는 정밀도와 전반적인 제품 품질을 저하시킬 수 있습니다. 하지만 여러 가지 방법을 통해 이러한 열 문제를 효과적으로 완화할 수 있습니다.

1. 레이저 매개변수 최적화

피코초 또는 펨토초 레이저와 같은 단펄스 레이저를 사용하면 열 영향을 크게 줄일 수 있습니다. 이러한 초단펄스는 정밀 메스처럼 작용하여 열 확산을 제한하는 집중된 버스트 형태로 에너지를 전달합니다. 그러나 레이저 출력과 스캐닝 속도의 이상적인 조합을 결정하려면 철저한 실험이 필요합니다. 과도한 출력이나 느린 스캐닝은 여전히 열 축적을 유발할 수 있습니다. 매개변수를 신중하게 조정하면 공정 제어를 개선하고 원치 않는 열 영향을 줄일 수 있습니다.

2. 지원 기술 적용

국소 냉각: 산업용 레이저 냉각기를 사용하여 국소 냉각하면 표면 열을 빠르게 분산시키고 열 확산을 제한할 수 있습니다. 반면, 공랭은 특히 섬세한 소재의 경우 더욱 부드럽고 오염 없는 솔루션을 제공합니다.

밀폐형 챔버 가공: 밀폐형 챔버 내의 진공 또는 불활성 가스 환경에서 고정밀 레이저 가공을 수행하면 열 전도가 줄어들고 산화가 방지되어 공정이 더욱 안정화됩니다.

예냉 처리: 가공 전 소재의 초기 온도를 낮추면 열 변형 한계를 초과하지 않고 입력 열의 일부를 흡수하는 데 도움이 됩니다. 이 기술은 열 확산을 최소화하고 가공 정확도를 향상시킵니다.

레이저 매개변수 최적화와 첨단 냉각 및 가공 전략을 결합함으로써 제조업체는 고반사율 소재의 열 변형을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 이러한 조치는 레이저 가공 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 장비 수명을 연장하고 생산 신뢰성을 향상시킵니다.

레이저 가공에서 열에 의한 변형을 방지하는 방법

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