레이저 절단기는 어떻게 작동합니까?

레이저는 단일 파장에서 매우 집중된 광선입니다. 빛의 각 파장에서 다양한 물질이 그 빛을 다양한 양으로 흡수, 반사 및 전달합니다.

레이저 빔은 단일 파장 또는 색상의 매우 높은 강도의 빛 기둥입니다. 일반적인 CO2 레이저의 경우 해당 파장은 빛 스펙트럼의 적외선 부분에 있으므로 사람의 눈에는 보이지 않습니다. 빔을 생성하는 레이저 공진기에서 기계의 빔 경로를 통해 이동할 때 빔은 직경이 약 3/4인치에 불과합니다. 그것은 플레이트에 최종적으로 초점을 맞추기 전에 다수의 거울 또는 "빔 벤더"에 의해 다른 방향으로 바운스될 수 있습니다. 집속된 레이저 빔은 플레이트에 닿기 직전에 노즐의 구멍을 통과합니다. 또한 그 노즐 구멍을 통해 흐르는 것은 산소나 질소와 같은 압축 가스입니다.

높은 출력 밀도는 재료의 빠른 가열, 용융 및 부분적 또는 완전한 기화를 초래합니다. 연강을 절단할 때 레이저 빔의 열은 일반적인 "산소 연료" 연소 과정을 시작하기에 충분하며 레이저 절단 가스는 산소 연료 토치처럼 순수한 산소가 됩니다. 스테인리스 스틸이나 알루미늄을 절단할 때 레이저 빔은 단순히 재료를 녹이고 고압 질소를 사용하여 용융 금속을 절단에서 불어냅니다.

CNC 레이저 절단기에서 레이저 절단 헤드는 원하는 부품의 모양으로 금속판 위로 이동하여 판에서 부품을 절단합니다. 정전식 높이 제어 시스템은 노즐 끝과 절단되는 플레이트 사이의 매우 정확한 거리를 유지합니다. 이 거리는 초점이 판 표면에 상대적인 위치를 결정하기 때문에 중요합니다. 절단 품질은 판 표면 바로 위, 표면 또는 표면 바로 아래에서 초점을 높이거나 낮추면 영향을 받을 수 있습니다.

레이저 절단기는 레이저 광선을 재료 조각에 집중시켜 작동합니다. 레이저 광은 매우 강력하여 초점을 맞추면 빔이 집중되는 작은 영역에서 재료를 녹이거나 기화시킬 수 있을 정도로 절단할 재료의 온도를 높입니다. 종종 보조 가스는 절단 영역에서 용융 재료를 밀어내는 데 사용됩니다. 이것은 금속이나 합판과 같은 두꺼운 재료를 절단할 때 특히 그렇습니다.

모양을 자르기 위해 레이저 헤드가 이동되어 갠트리 형태를 사용하여 빔을 새로운 재료 위에 배치하여 작은 핀홀 대신 선이 절단되도록 합니다. 모션 시스템의 유형에는 랙 및 피니언, 볼 나사 및 선형 모터가 포함됩니다. 선형 모터는 가장 비싸지만 가장 빠르고 정확합니다. 랙 및 피니언은 거의 동일한 속도와 정확도를 제공하지만 가격은 더 저렴합니다. 일부 소형 취미 레이저는 타이밍 벨트와 스테퍼 모터를 사용하여 레이저 헤드를 움직일 수도 있습니다. 모든 경우에 서브 및 엔코더 피드백이 있는 시스템은 진동으로부터 격리된 견고한 프레임과 마찬가지로 기계 절단 정확도를 크게 향상시킵니다.

레이저 절단 작업의 경우 절단하려는 재료에서 흡수율이 높은 파장을 선택하는 것이 중요합니다.

레이저 에너지가 재료 표면으로 향하면 재료가 너무 많은 에너지를 흡수하여 용융 온도를 넘어서 분해 온도까지 빠르게 가열됩니다.

분해 온도에서 재료는 분해되어 분해됩니다. 이 경우 종종 연기나 매연이 방출됩니다.

절단면의 가장자리가 더 낮은 수준으로 가열되어 실제로 녹아서 변형될 수 있습니다. 이것은 실제로 실이 끼는 것을 방지하기 위해 섬유질 재료에 유용한 일종의 밀봉 메커니즘으로 사용될 수 있습니다.

레이저 절단 시 절단 과정에서 발생하는 연기가 레이저 광학 장치에 그을음으로 모이지 않도록 레이저 각도를 조정하는 것이 좋습니다. 또한 반사율이 높은 표면을 절단(또는 용접)할 때 레이저 빔이 표면에서 반사되어 레이저 광학 장치로 되돌아오는 것을 방지하는 것이 중요합니다. 이로 인해 손상될 수 있습니다.