판금 레이저 절단:금속 레이저 절단의 기초

빼기 제조 기술은 산업 분야의 부품 제조를 위한 일반적인 작업입니다. 이러한 기술의 한 가지 주요 예는 필수 제조 절차인 판금 레이저 절단입니다.

이 프로세스는 재료 표면에 레이저 빔을 집중시켜 재료를 태우거나, 기화시키거나 녹여서 최종적으로 원하는 결과를 생성합니다. 정밀하고 정확한 공정이기 때문에 복잡한 디테일의 부품을 더 쉽게 제작할 수 있습니다.

이 문서는 다음 제조 작업을 위해 레이저 절단을 시작하기 전에 레이저 절단에 대해 필요할 수 있는 모든 필수 정보가 포함된 종합 가이드입니다.

무엇입니까 판금 레이저 절단 ?

판금 제작 주요 산업 제조 기술 중 하나입니다. 따라서 판금 레이저 절단은 필수 절차 중 하나인 것 같습니다. 레이저 절단 가공은 고출력 광선(레이저)을 사용하여 평평하고 얇은 금속 시트를 절단합니다. 이 공정은 레이저 절단 부품의 높은 정밀도를 설명하는 광학 및 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기술에 의해 지시됩니다.

의 역사 판금 레이저 절단

레이저 절단 기술은 60년 이상 존재해 왔으며 금속판 절단을 처음 시도한 것은 1960년으로 거슬러 올라갑니다.

1964년까지 CO₂ 레이저는 용접 시계 스프링과 같은 복잡한 세부 사항을 제조하는 데 이미 사용되었습니다. 다른 절단 공정에 비해 레이저 절단의 자동화 및 고정밀 기능으로 인해 섬세한 제조 및 대량 생산에 널리 사용되었습니다.

파이버 레이저는 60년대에 처음 생산되었지만 80년대 후반이 되어서야 상업 시장에 출시되었습니다. 1990년대는 효율성과 생산성을 크게 향상시킨 고체 레이저와 같은 많은 고출력 레이저에 자리를 내주었기 때문에 레이저 기술의 황금기로 간주됩니다. 2000년대 초반까지 레이저 절단 서비스는 이제 자동차 및 항공우주 산업과 같은 여러 산업에서 널리 사용되는 제조 기술이 되었습니다.

판금 절단용 레이저 유형

산업 제조에서 재료 절단을 위한 세 가지 다른 형태의 레이저가 있습니다. 각 레이저 절단기는 다른 절단기와 구별되는 고유한 기능을 가지고 있습니다. 다음은 세 가지 유형의 레이저 절단기에 대한 포괄적인 요약입니다.

파이버 레이저

파이버 레이저 절단기는 가장 강력한 정밀 절단 장치 중 일부입니다. 그들은 특수 유리 섬유로 빔을 증폭하기 위해 시드 레이저를 사용하는 고체 레이저에 속합니다. 금속, 합금 및 유리, 플라스틱, 나무와 같은 비금속 조각을 절단하는 데 효과적입니다. 단순 절단 작업 외에 금속 조각 및 소둔에 적합합니다.

파이버 레이저 절단은 다른 절단보다 더 광범위합니다. 이것은 그들의 높은 힘을 설명할 수 있습니다. 25,000시간 이상의 긴 서비스 수명을 갖고 있어 유지보수가 덜 필요합니다. 그들은 가장 강력하고 안정적인 빔을 생성합니다. 그러나 두께가 20mm 미만인 재료에 가장 적합합니다.

CO ₂ 레이저

CO₂ 레이저는 가스 혼합물로 채워진 튜브를 통해 전기를 흐르게 하여 광선을 생성합니다. 혼합 가스에는 주로 이산화탄소와 불활성 가스인 헬륨과 질소(레이저의 가장 일반적인 형태)가 포함되어 있습니다.

그러나 그들은 파이버 레이저에 비해 덜 강력합니다. CO₂ 레이저 기계는 나무, 아크릴 및 플라스틱과 같은 비금속 절단. 어떤 경우에는 판금 레이저 절단, 특히 알루미늄 및 기타 비철 금속의 얇은 판에도 사용할 수 있습니다.

[파이버 레이저와 CO2 레이저의 차이점을 알고 싶을 수도 있습니다.]

수정 레이저

수정 레이저 절단기는 Nd:YAG(네오디뮴 도핑된 이트륨 알루미늄 석류석) 및 Me:YVO(네오디뮴 도핑된 이트륨 오르토 바나데이트, YVO4) 결정의 두 가지 형태로 존재합니다. 둘 다 믿을 수 없을 정도로 강력한 절단 장치입니다. 그러나 그들은 꽤 비싸지만 파이버 레이저의 기대 수명의 약 절반(8,000~15,000시간)이 있습니다. 특정 상황에서 코팅 및 코팅되지 않은 금속, 비금속 및 플라스틱, 심지어 세라믹을 절단하는 데 적합합니다.

3개 판금 레이저 절단 프로세스

판금 레이저 절단은 레이저 빔을 사용하여 금속 판에서 조각을 절단하는 열 공정입니다. 주로 판금을 절단하는 세 가지 방법이 있습니다.

레이저 빔 융합 절단

융합 절단은 불활성 절단 가스(종종 질소 또는 아르곤)를 사용하여 절단 토치에서 용융된 재료를 밀어냅니다. 불활성 가스를 사용하여 공정과 반응하지 않고 절삭날의 산화를 방지합니다. 이 프로세스는 평평하고 얇은 시트와 재료가 높은 시각적 요구 사항을 충족하고 후처리 요구 사항이 적은 경우에 적합합니다.

레이저 빔 화염 절단

화염 절단은 산소 가스를 사용하여 용융된 재료를 배출합니다. 이는 공정의 전체 에너지 입력 증가를 설명하는 발열 반응을 일으킵니다. 이 공정은 다른 판금 유형 중에서 연강 절단에 이상적입니다. 및 세라믹과 같은 가용성 재료.

레이저 빔 승화 절단

승화 절단은 레이저를 사용하여 덜 녹으면서 재료의 일부를 증발시킵니다. 융합 절단과 마찬가지로 불활성 가스(질소, 헬륨 또는 아르곤)가 절단 가스 역할을 하여 절단 모서리에 산화제가 없도록 합니다. 느리지만 고정밀 절단을 위한 최고 품질의 모서리를 생성합니다.

장점 판금 레이저 절단

다음은 이 제조 기술의 5가지 중요한 이점입니다.

고정밀 절단

광선은 레이저 절단 가공에서 매우 높은 정밀도로 금속을 절단합니다. 레이저가 재료를 녹이고 증발시키는 정확도와 정밀도는 다른 많은 절단 방법과 비교할 수 없습니다. 일부 다이 커팅 도구는 공차 수준이 약 1~3mm인 반면 레이저 커터는 0.003mm의 낮은 정확도로 절단합니다.

높은 시트 활용률

레이저 절단기는 제작 재료의 많은 부분을 사용할 수 있는 기회를 제공합니다. 이 기술은 낭비의 여지를 거의 또는 전혀 제공하지 않습니다. 기계는 모든 금속 시트의 사용 가능한 부품 수를 최대화합니다. 따라서 초과 재료 제공에 대한 걱정을 덜 수 있습니다. 충분하다는 것을 알고 정확한 금액을 구입할 수 있습니다.

극단적인 절단 기능

레이저 절단 작업은 매우 유연하고 다양합니다. 단일 레이저 커터는 단순한 절단, 복잡한 세부 사항이 있는 복잡한 절단, 마킹, 조각 드릴링과 같은 다양한 절단 작업에 적합합니다. 따라서 제조업체는 프로세스 중에 때때로 도구를 교체할 필요가 없습니다.

낮은 전력 사용

레이저 절단기는 다른 절단기와 달리 장치의 다른 부분을 움직일 필요가 없습니다. 이를 통해 너무 많은 에너지를 소비하지 않고도 재료 조각을 효과적으로 절단할 수 있습니다. 레이저 절단기는 10kW의 에너지로 작동할 수 있지만 대부분의 다른 절차에서는 최대 5배까지 사용할 수 있습니다.

손상이 적거나 없음

레이저 절단에서 재료에 열이 노출되면 부품이 휘거나 뒤틀리거나 전체 손상이 발생할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 글쎄요, 이것은 사실이 아닙니다. 레이저 절단 시 열의 영향을 받는 부품이 최소화되어 제작 후 형상이나 구성 요소의 허용 오차에 위협이 되지 않습니다.

단점 판금 레이저 절단

수많은 이점에도 불구하고 판금 레이저 절단에는 몇 가지 단점이 있습니다. 논의해 봅시다.

전문가 필요

레이저 절단기를 최대한 활용하려면 부품 제작을 위해 기계를 작동할 전문가를 고용해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 전문가는 생산 프로세스 또는 기계의 무결성에 영향을 미칠 수 있는 결함이나 부적절한 설정을 신속하게 감지합니다.

금속 두께 제한

레이저 절단은 금속 시트를 비롯한 다양한 재료에 잘 작동하지만 두꺼운 금속을 다룰 때는 다른 절단 절차를 사용하는 것이 좋습니다. 일반적인 레이저 커터는 최대 두께가 15mm이고 강철이 6mm인 알루미늄 시트를 절단하는 데 적합합니다.

유해 가스

레이저 절단기는 재료를 녹이고 증발시키기 때문에 플라스틱을 절단할 때 유해한 연기를 크게 방출합니다. 따라서 환기가 잘 되는 실내 또는 안전한 작업 환경에서 레이저 절단을 작동하는 것이 중요합니다.

높은 초기 투자

최고 품질의 레이저 절단기의 비용은 높습니다. 일반적인 레이저 절단기는 약 $3000이며, 이는 워터젯 또는 플라즈마 절단기 비용의 두 배입니다. 비즈니스 수단으로 레이저 절단 서비스에 참여하려면 높은 초기 투자를 감수해야 합니다.

레이저 절단 부품을 위한 설계 팁

부품에 대한 레이저 절단 서비스의 효과적이고 효율적인 사용. 레이저 절단 제품 디자인을 위해 아래 팁 세트를 준수해야 합니다. .

귀하의 세부 사항은 금속 두께보다 작을 수 없습니다.

두께는 레이저 절단 작업에서 고려해야 하는 중요한 요소입니다. 그것은 레이저의 힘과 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 두께가 두꺼울수록 레이저가 재료를 투과하고 절단할 수 있는 능력이 떨어집니다. 그러나 때때로 레이저의 출력을 높이면 그러한 재료를 절단할 가능성이 높아질 수 있습니다.

커프 기억

레이저의 디자인은 사람들이 Kerf라고 부르는 것을 주목하는 것이 중요합니다. 커프는 레이저 빔이 레이저 절단 재료에 닿을 때 증발하는 재료입니다. 레이저 커팅 뿐만이 아닙니다. 다른 절삭 가공 공정에서 볼 수 있습니다. 커프 레이저 절단은 레이저 빔의 두께로 인해 발생합니다. 디자인 단계에서 고려해야 할 중요한 사항입니다.

올바른 자료 선택

올바른 재료는 레이저 절단 작업 전에 주의해야 할 가장 중요한 사항입니다. 재료 선택은 최종 제품에 원하는 속성에 따라 다릅니다. 예를 들어, 재료는 강성, 반투명성 및 유연성 측면에서 서로 다른 속성을 가지고 있습니다. Rapid Direct에서는 다양한 판금 레이저 절단, 플라스틱, 종이 등을 이용할 수 있습니다.

간격이 중요합니다

간격은 오류를 제거하고 가능한 최상의 결과를 얻기 위해 레이저 절단에서 매우 중요합니다. 최소 간격은 재료의 두께와 같아야 합니다. 예를 들어 판금 레이저 절단에서 판금 두께가 2mm인 경우 두 경로 사이의 간격은 2mm입니다. 다양한 레이저 절단 판금 디자인 작업을 고려하는 경우에도 중요합니다.

텍스트를 기준점과 곡선으로 변환

모든 레이저 작업에 텍스트 절단이 필요한 것은 아닙니다. 그러나 텍스트를 통합해야 하는 경우 텍스트 문자에 간격을 두고 큰 형식으로 작성해야 합니다. 이는 원활한 작동과 최상의 결과를 위한 것입니다. 글자가 가까우면 겹쳐져 읽을 수 없는 글자가 될 수 있습니다.

위의 팁에 대한 지식은 판금 제조 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. .

레이저 절단기에 투자해야 하나요 아니면 서비스를 선택해야 하나요

간단한 장비 제작부터 항공우주 및 자동차 산업과 같은 대기업에 이르기까지 레이저 절단 서비스는 다양한 제조 작업에 매우 중요합니다. 이 기술은 다양한 재료에 적합한 효과적이고 매우 효율적인 절차입니다.

그러나 소규모 제조 회사의 현명한 선택은 기계에 투자하는 것보다 서비스를 선택하는 것입니다. 비용을 절감하면서도 고객에게 품질을 제공할 수 있는 탁월한 방법이기 때문입니다. 그러나 자금을 사용할 수 있는 경우 레이저 절단기에 투자하는 것은 장치와 함께 제공되는 수많은 이점으로 인해 매우 수익성이 높을 수 있습니다.

어쨌든 선택은 전적으로 제조업체에 달려 있습니다. 그러나 서비스를 고용하기로 결정했다면 판금 레이저 절단 서비스 제공 전문가인 RapidDirect에 문의하십시오.

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레이저 절단의 대안

아마도 레이저 절단을 사용하고 싶지 않고 판금에서 모양을 절단하는 방법을 잘 모를 것입니다. 다음은 제조 요구 사항을 위한 기타 고급 옵션입니다.

EDM

EDM(Electrical Discharge Machining)은 레이저 절단과 마찬가지로 열 에너지를 사용하여 재료 조각을 제거합니다. 방전(스파크)을 사용하여 재료에서 원하는 모양을 잘라냅니다. 레이저 절단과 비교하여 EDM은 열 영향 영역이 적은 더 나은 표면 조도를 생성합니다. 또한 경화된 조각을 절단하는 데 적합합니다.

CNC 밀링

CNC 밀링에는 고속 회전 커터를 사용하여 재료를 성형하는 작업이 포함됩니다. 밀링 작업은 금속, 합금 및 비금속에서 잘 작동합니다. 레이저 절단과 마찬가지로 고정밀 절삭 가공 공정입니다. 두 프로세스의 주요 차이점은 밀링은 절단 도구(회전 커터)를 사용하여 디자인을 조각하거나 모양을 만드는 반면 레이저 절단은 광선, 레이저 용융 또는 디자인 모양을 태워 없애는 것을 사용한다는 것입니다.

워터젯 절단

워터젯 절단은 물 또는 물과 연마 물질의 혼합물을 고압으로 사용하여 재료를 절단하는 제조 기술입니다.

아래는 워터젯 절단과 레이저 절단을 비교한 것입니다.

• 레이저 절단기는 숫자나 표시를 새길 수 있지만 워터젯 절단은 절단만 가능합니다.
• 둘 다 광범위한 재료 절단에 적합합니다. 그러나 워터젯은 최대 50mm까지 레이저 커터보다 두꺼운 재료를 절단할 수 없습니다.
• 레이저 절단은 공차 수준이 더 우수하고 복잡한 세부 사항에 더 많은 주의를 기울이므로 복잡한 형상에 더 적합합니다.

펀칭

펀칭은 펀치 프레스를 사용하여 재료 조각에서 원하는 모양을 잘라냅니다. 다른 CNC 작업과 마찬가지로 펀칭은 부품 제작을 위한 고정밀 기술이며 광범위한 재료에도 적합합니다. 그러나 펀칭은 복잡한 형상의 부품을 제조하는 데 적합하지 않습니다.

결론

레이저 절단은 절단 재료의 쾌속 조형에 사용되는 기술입니다. 이 문서에서는 작업, 해당 기록, 유형 및 기타 알고 있는 사항을 소개했습니다. 레이저 절단에 대해 한 가지 이상 배웠다고 생각합니다. 그러나 최고의 레이저 절단 서비스를 위해 RapidDirect에서 저희를 신뢰할 수 있습니다.