레이저 절단 기본 가이드

정의

레이저 절단은 고출력 밀도 레이저 빔을 사용하여 절단할 재료를 조사하여 재료가 기화 온도까지 빠르게 가열되고 증발하여 구멍을 형성하도록 하는 것입니다. 빔이 재료를 이동시키면서 구멍이 좁은 폭의 슬릿을 연속적으로 형성하여 재료 절단을 완료합니다.

원칙

레이저는 물질 여기를 사용하여 빛을 생성합니다. 이 빛은 강한 온도를 가지고 있습니다. 재료와 접촉하면 재료 표면에서 빠르게 녹아 구멍이 생길 수 있습니다. 등록 포인트의 이동에 따라 절단이 형성됩니다. 전통적인 절단 방법과 비교하여 절단 방법은 간격이 더 적고 대부분의 재료를 절약할 수 있습니다. 단, 절단효과에 따라 해석이 정의된다. 레이저에 따라 절단되는 재료는 만족스러운 절단 효과와 높은 정확도를 가지고 있습니다. 이것은 물려받은 것입니다. 레이저의 장점은 물론이고 일반적인 절단 방식으로는 타의 추종을 불허합니다.

레이저 절단은 집중된 고출력 밀도 레이저 빔을 사용하여 공작물을 조사하여 조사된 재료가 빠르게 녹거나 기화하거나 발화점에 도달하거나 동시에 용융된 재료가 높은 열에 의해 날아가도록 하는 것입니다. 빔과 동축의 속도 공기 흐름을 통해 공작물을 절단합니다. 레이저 절단은 열 절단 방법 중 하나입니다.

유형

레이저 절단은 레이저 기화 절단, 레이저 용융 절단, 레이저 산소 절단, 레이저 스크라이빙 및 제어 골절의 4가지 범주로 나눌 수 있습니다.

1. 레이저 기화 절단

고 에너지 밀도 레이저 빔을 사용하여 공작물을 가열하면 온도가 급격히 상승하고 매우 짧은 시간에 재료의 끓는점에 도달하고 재료가 기화하여 증기를 형성합니다. 이러한 증기의 분출 속도는 매우 빠르며 증기가 분출됨과 동시에 재료에 절단이 형성됩니다. 재료의 기화열은 일반적으로 매우 커서 레이저 기화 및 절단에는 많은 출력과 출력 밀도가 필요합니다.

레이저 기화 절단은 주로 매우 얇은 금속 재료 및 비금속 재료(예:종이, 천, 목재, 플라스틱 및 고무 등)의 절단에 사용됩니다.

2. 레이저 용융 절단

레이저 용융 절단은 레이저 가열에 의해 금속 재료를 용융시킨 후 빔과 동축의 노즐을 통해 비산화성 가스(Ar, He, N 등)를 분사하고 강한 힘으로 액체 금속을 토출합니다. 절단을 형성하는 가스의 압력. 레이저 용융 절단은 금속을 완전히 기화시킬 필요가 없으며 필요한 에너지는 기화 절단의 1/10에 불과합니다.

레이저 용융 절단은 주로 스테인리스 스틸, 티타늄, 알루미늄 및 그 합금과 같이 쉽게 산화되지 않는 금속 또는 활성 금속 절단 재료에 사용됩니다.

3. 레이저 산소 절단

레이저 산소 절단의 원리는 옥시아세틸렌 절단과 유사합니다. 레이저를 예열 열원으로 사용하고 산소와 같은 활성 가스를 절단 가스로 사용합니다. 한편, 취입 가스는 절단 금속과 상호 작용하여 산화 반응을 일으키고 많은 양의 산화열을 방출합니다. 다른 한편으로, 용융 산화물과 용융물은 반응 구역에서 불어나와 금속에 절단부를 형성합니다. 절단 과정에서 산화 반응은 많은 열을 발생시키기 때문에 레이저 산소 절단에 필요한 에너지는 용융 절단의 1/2에 불과하며 절단 속도는 레이저 기화 절단 및 용융 절단보다 훨씬 빠릅니다. 레이저 산소 절단은 주로 탄소강, 티타늄강 및 열처리강과 같이 쉽게 산화되는 금속 재료에 사용됩니다.

4. 레이저 스크라이빙 및 제어된 파단

레이저 스크라이빙은 고에너지 밀도 레이저를 사용하여 취성 재료의 표면을 스캔하므로 재료가 가열되어 작은 홈을 증발시킨 다음 특정 압력을 가하면 취성 재료가 작은 홈을 따라 균열됩니다. 레이저 스크라이빙용 레이저는 일반적으로 Q-스위치 레이저와 CO2 레이저입니다.

파괴 제어는 레이저 홈 가공으로 생성된 급격한 온도 분포를 사용하여 취성 재료에 국부적인 열 응력을 발생시키고 작은 홈을 따라 재료를 파괴합니다.

기능

다른 열 절단 방법과 비교하여 레이저 절단은 빠른 절단 속도와 고품질의 전반적인 특성을 가지고 있습니다. 구체적으로 다음과 같은 측면으로 요약됩니다.

1. 좋은 절단 품질

작은 레이저 스폿, 높은 에너지 밀도 및 빠른 절단 속도로 인해 레이저 절단은 좋은 절단 품질을 얻을 수 있습니다.

ㅏ. 레이저 절단 절개는 좁고 슬릿의 양쪽은 표면에 평행하고 수직이며 절단 부품의 치수 정확도는 ±0.05mm에 도달할 수 있습니다.

비. 절단면은 매끄럽고 아름답고 표면 거칠기는 수십 미크론에 불과하며 레이저 절단조차도 기계적 가공 없이 마지막 공정으로 사용할 수 있으며 부품을 직접 사용할 수 있습니다.

씨. 재료가 레이저 절단 된 후 열 영향 영역의 너비가 매우 작고 슬릿 근처의 재료 성능이 거의 영향을받지 않으며 공작물 변형이 작고 절단 정확도가 높으며 슬릿의 형상이 좋고, 슬릿의 단면 모양이 더 정사각형입니다.

2. 높은 절단 효율

레이저의 전송 특성으로 인해 레이저 절단기는 일반적으로 여러 CNC 작업대가 장착되어 있으며 전체 절단 공정을 완전히 CNC로 제어할 수 있습니다. 작동 중에 수치 제어 프로그램만 변경하면 2차원 절단 및 3차원 절단 모두 다른 모양의 부품 절단에 적용할 수 있습니다.

3. 빠른 절단 속도

1200W의 출력을 가진 레이저를 사용하여 2mm 두께의 저탄소 강판을 절단하면 절단 속도가 600cm/min에 도달할 수 있습니다. 5mm 두께의 폴리 프로필렌 수지 보드를 절단하면 절단 속도가 1200cm / min에 도달 할 수 있습니다. 재료는 레이저 절단 중에 클램핑 및 고정될 필요가 없으므로 툴링 고정물을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 로딩 및 언로딩을 위한 보조 시간을 절약할 수 있습니다.

4. 비접촉 절단

레이저 절단 중에 절단 토치가 공작물과 접촉하지 않고 도구 마모가 없습니다. 다른 모양의 부품을 처리하기 위해 "도구"를 변경할 필요가 없으며 레이저의 출력 매개변수만 변경하면 됩니다. 레이저 절단 공정은 소음이 적고 진동이 적으며 공해가 없습니다.

5. 절단 재료의 종류가 많습니다

옥시아세틸렌 절단 및 플라즈마 절단과 비교할 때 금속, 비금속, 금속 기반 및 비금속 기반 복합 재료, 가죽, 목재 및 섬유를 포함한 많은 유형의 레이저 절단 재료가 있습니다. 그러나 재료에 따라 열-물리적 특성이 다르고 레이저에 대한 흡수율이 다르기 때문에 레이저 절단에 대한 적응성이 다릅니다.

응용 프로그램

대부분의 레이저 절단기는 CNC 프로그램으로 제어되거나 절단 로봇으로 만들어집니다. 레이저 절단은 정밀 가공 방법으로 얇은 금속판의 2차원 절단 또는 3차원 절단을 포함하여 거의 모든 재료를 절단할 수 있습니다.

자동차 제조 분야에서는 자동차 탑 윈도우와 같은 공간 곡선의 절단 기술이 널리 사용되었습니다. 독일 Volkswagen 회사는 500W의 출력을 가진 레이저를 사용하여 복잡한 모양의 차체 시트와 다양한 곡선 부품을 절단합니다. 항공 우주 분야에서 레이저 절단 기술은 주로 티타늄 합금, 알루미늄 합금, 니켈 합금, 크롬 합금, 스테인리스 스틸, 산화 베릴륨, 복합 재료, 플라스틱, 세라믹 및 석영과 같은 특수 항공 재료를 절단하는 데 사용됩니다. 레이저 절단으로 가공된 항공 우주 부품에는 엔진 화염 튜브, 티타늄 합금 얇은 벽 케이싱, 항공기 프레임, 티타늄 합금 스킨, 날개 트러스, 꼬리 날개 패널, 헬리콥터 메인 로터, 우주 왕복선 세라믹 단열 타일 등이 있습니다.

레이저 절단 기술은 비금속 재료 분야에서도 널리 사용됩니다. 질화규소, 세라믹, 석영 등과 같이 경도와 취성이 높은 재료를 절단할 수 있을 뿐만 아니라; 그러나 또한 레이저로 옷을 자르는 것과 같이 천, 종이, 플라스틱 판, 고무 등과 같은 유연한 재료를 자르고 가공할 수 있으며 의복을 10%~12% 절약하고 효율성을 3배 이상 향상시킬 수 있습니다.

트렌드

1. 레이저 절단기는 획기적인 제품 혁명을 계속할 것입니다.

레이저 광원은 레이저 절단기의 핵심 부품이자 레이저 절단기의 종류와 절단 능력을 결정하는 중요한 지표입니다. 말할 필요도 없이 레이저 커터의 미래 변화는 레이저 광원에서도 일어날 것입니다. 위에서 언급한 바와 같이 CO2 레이저 절단기를 화이버 레이저 절단기로 교체하는 것은 레이저 절단기가 탄생한 이래 40년 동안 가장 중요한 기술 혁명으로 이 분야의 제조업체와 신규 및 기존 사용자에게 획기적인 경제적 이익을 가져다주었습니다. 들. 따라서 미래에는 파이버 레이저보다 저렴하고 성능이 더 우수하고 빔 모드가 더 우수하며 전기 광학 변환율이 더 높거나 전체 비용이 더 낮은 새로운 광원이 있습니까? 대답은 물론 그렇습니다. 그런 다음 어떤 종류의 레이저인지 물어보십시오. 물론 지금은 정확한 답변을 드릴 수 없습니다. 과학과 기술은 때로는 흔들리고 때로는 하루에 수천 마일씩 흔들리기도 합니다.

2. 고출력 파이버 레이저는 레이저 절단기 시장의 주력이 될 것입니다.

오늘날 다양한 출력 범위의 광섬유 절단기가 크게 발전했습니다. 그러나 미래에 레이저 절단기의 주류 레이저 성능은 어디에 있습니까? 각 출력 범위의 레이저 절단기는 자체 용도가 있지만 고출력 파이버 레이저로 시작하여 글로벌 레이저 절단기 기술 혁명을 일으킨 레이저 제품군은 더 높은 출력, 더 높은 정밀도 및 더 큰 절단 용량을 하나로 간주합니다. 파이버 레이저 절단기의 중요한 발전 방향. STYLECNC는 최근 15KW 초고속 광섬유 레이저 절단기를 출시하여 절단 속도와 절단 두께에서 전례 없는 돌파구를 마련해 업계의 주목을 받고 있습니다. 여기에 레이저 절단기의 미래 개발 동향이 포함되어 있습니까? 업계 전문가, 학자 및 사용자 친구를 기대할 가치가 있습니다. 또한 가까운 장래에 많은 국내외 파이버 레이저 절단기 제조업체가 치열한 시장 경쟁을 이끌 것이라고 확신 할 수 있습니다. 우수한 제품 품질, 지속적인 R&D 투자 집중, 핵심 경쟁력 기술을 습득하는 기업만이 가능하며 무적입니다.

3. 지능의 시대가 온다.

독일의 인더스트리 4.0이든, 중국의 지능형 제조업이든, 산업 분야에서 4차 산업혁명이 도래하고 있습니다. 고정밀 CNC 레이저 커팅 머신으로서 레이저 커팅 머신은 반드시 시대에 발맞추어 기술과 함께 날아갈 것입니다. 레이저 절단기 자동화의 발전으로 판금 작업장의 생산 능력과 자동화 수준이 크게 향상되었습니다.

미래에는 이를 기반으로 네트워크 기술, 통신 기술, 컴퓨터 소프트웨어 기술 및 기타 분야에서 레이저 절단기의 지능형 제조 시대가 열리고 있습니다. 정밀 판금 블랭킹의 수단으로 필연적으로 자체 네트워크 통신 기능을 사용하여 공장의 판금 풀기 라인, 벤딩 머신, CNC 펀칭 머신, 용접(리벳팅) 조인트 유닛, 쇼트 블라스팅 및 코팅 라인과 통신할 것으로 예상됩니다. . 통합 생산 계획, 작업 및 평가 관리 시스템에 내장된 기타 장비는 판금 작업장 관리 시스템의 중요한 부분이 되었습니다. 결과적으로 레이저 절단기 제조업체는 점차 판금 제작 계약자로 전환할 것입니다.