레이저 절단 시 해야 할 일과 하지 말아야 할 일

레이저 절단은 고출력 광선을 사용하여 재료를 절단, 슬라이스 또는 구멍을 뚫는 과정입니다. 1960년대 영국의 Welding Institute에서 개발된 이 공정은 점점 대중화되었습니다. 실제로 금속 레이저 절단기는 현재 세계 금속 절단 시장에서 가장 큰 제품 부문을 차지하고 있으며 이러한 장치에 대한 수요는 2025년 거의 98억 달러로 증가할 것으로 예상됩니다.

그렇다면 레이저 절단은 어떻게 작동합니까? 다양한 레이저 절단 공정이 있지만 일반적으로 융합 절단과 절제 절단의 두 가지 범주로 나뉩니다. 가장 간단한 형태의 레이저 융합 절단은 레이저를 사용하여 공작물에 있는 재료의 국부적 영역을 녹인 다음 고압의 불활성 가스 분사로 용융된 재료를 절단하는 것입니다(일반적으로 질소는 절단된 재료와 발열 반응하지 않음) ). CNC 컨트롤을 사용하여 레이저 또는 공작물을 이동하여 연속 절단을 생성할 수 있습니다.

절제 레이저 절단은 고강도 레이저의 빠른 펄스를 사용하여 한 번에 한 층의 재료를 제거합니다. 이 공정은 실제로 녹는 것이 아니라 증발하기 때문에 과도한 물질을 제거하기 위해 가압 가스가 필요하지 않습니다. 일반적으로 더 느린 공정인 절제 레이저 절단은 위에서 아래로 공작물을 통과하지 않는 부분 절단을 만드는 데 사용됩니다(예:레이저 조각은 절제 공정의 한 예입니다). 대조적으로, 융합 절단은 레이저를 연속파 또는 더 긴 펄스로 발사하므로 공작물 전체를 절단하는 데에만 사용할 수 있습니다.

레이저 절단을 선택하는 이유는 무엇입니까?

레이저 절단은 몇 가지 뚜렷한 이점을 제공합니다. 그 중 가장 중요한 것은 매우 정밀하고 정확한 부품을 생성하는 능력입니다. 일부 부품은 1mm 미만의 허용 오차를 가질 수 있으므로 레이저 절단 프로세스는 복잡하거나 복잡한 기능을 가진 부품에 대해 효율적인 방법입니다. 레이저 절단의 고도로 국소화된 특성은 공작물 재료가 휘어질 위험을 크게 줄이며 레이저 절단을 통해 생산된 조각은 종종 후처리 처리나 표면 마무리가 필요하지 않습니다.

또한 금속 레이저 절단은 작업 사이에 도구를 교체할 필요가 없고 고정된 도구가 없어 설계 유연성이 향상되며 고도로 자동화되어 인건비를 최소화하고 생산 시간을 단축할 수 있습니다. 또한 빔이 공작물에 닿는 유일한 도구이기 때문에 프로세스에서 도구 마모를 유발하는 기계적 마찰이 없습니다.

레이저 절단은 산업 제조에서 매우 일반적이며 자동차 본체, 전화 케이스 및 판금과 같은 부품을 생산하는 데 적합합니다. 이 프로세스는 또한 항공 우주, 의료 및 조선 분야에서 광범위한 응용 프로그램을 찾습니다.

레이저 절단에 대한 주요 고려사항

CNC 레이저 절단기는 일반적으로 제조에 사용되지만 효과적인 레이저 절단은 일반적으로 모범 사례에 따라 숙련된 엔지니어의 입력이 필요합니다. 엔지니어와 기계 작업자가 염두에 두어야 할 세 가지 주요 레이저 절단 고려 사항은 다음과 같습니다.

재료는 특정 레이저 절단 공정을 결정해야 합니다.

금속 레이저 절단기가 많은 관심을 받고 있지만 레이저는 세라믹, 목재, 열가소성 수지 및 폴리머를 절단하거나 조각하는 데에도 사용할 수 있습니다. 엔지니어는 부품 재료에 가장 적합한 레이저 절단 공정을 선택해야 합니다.

예를 들어, 융합 레이저 절단은 대부분의 금속 및 열가소성 수지를 절단하는 데 효과적인 반면, 절제 레이저 절단은 융점과 끓는점이 매우 가까워 증발이 가능하기 때문에 아크릴 및 폴리아세탈로 만든 부품을 절단하는 데 매우 효율적입니다.

반면에 일부 재료는 레이저로 절단하기가 더 어렵습니다. 예를 들어, 열경화성 폴리머 및 나무와 같은 유기 재료는 레이저에 노출될 때 녹지 않고 타는데, 이는 조각이나 브랜딩을 허용하지만 정확한 절단은 불가능한 품질입니다.

레이저 출력 증가를 효율성 증가로 착각하지 마십시오.

증가된 레이저 출력은 초당 최대 1미터의 절단 속도에 도달할 수 있도록 하는 새로운 개발로 더 빠르게 절단할 수 있음을 의미하지만 더 많은 원시 출력이 더 효율적인 제조로 직접 이어지는 것은 아닙니다.

이러한 높은 절단 속도에 도달하려면 레이저를 가속하는 데 시간이 필요합니다. 따라서 고와트 레이저는 복잡한 기능 없이 큰 부품이나 부품을 절단하는 데 매우 효과적입니다. 이러한 레이저는 일반적으로 레이저가 최대 속도에 도달하기 전에 다른 절단으로 이동해야 하기 때문에 복잡한 형상을 가진 부품에 더 적은 이점을 제공합니다. 레이저 절단 효율을 고려할 때 가속 및 감속을 고려해야 합니다.

레이저 절단 공정 요구 사항에 맞게 부품 설계

커프 너비가 너무 좁아서 중요하지 않다고 가정하는 것은 일반적인 실수입니다. 레이저는 레이저 전력, 설정 및 공정에 따라 일반적으로 30~300미크론 사이의 매우 얇은 절단을 생성하지만, 절단 설계에 이러한 절단 폭을 고려하여 결과 부품이 의도한 응용 분야에 적합하도록 유지해야 합니다.

또 다른 중요한 설계 고려 사항은 태빙(tabbing) 또는 작은 부품을 지지하기 위한 마이크로 조인트의 사용입니다. 융합 절단에 사용되는 고압 가스는 부품이 자체 중량을 지탱할 수 있어야 하며, 이는 종종 부품 두께로 귀결됩니다. 일반적으로 부품 두께가 2-3mm 이상이면 탭이 없어도 괜찮지만 부품 두께가 2mm 미만인 경우 설계자는 절단 과정에서 부품을 안정화하고 가압된 가스가 이동하는 것을 방지하기 위해 마이크로 조인트를 추가해야 할 수 있습니다. 또한 손실을 방지하고 기계에서 작은 부품을 쉽게 제거할 수 있습니다. 이 탭은 후처리 중에 쉽게 제거할 수 있습니다.

중요 안전 요구사항 준수

안전은 제조에서 가장 중요합니다. 숙련된 전문가만 레이저 절단 장비를 사용해야 합니다. 사용하는 재료에 따라 공정에서 유해하고 유독한 가스도 방출할 수 있으므로 규정을 준수하는 대기 오염 제어 장비를 사용하는 것이 중요합니다.

레이저 절단:모든 세부 사항이 효율성을 높입니다.

올바르게 사용하면 금속 레이저 절단기는 정확성, 정밀도 및 효율성을 약속합니다. 복잡한 재료 및 설계 고려 사항으로 인해 제품 팀과 엔지니어는 설계가 제조에 최적화되도록 사전에 조금 더 시간을 들여야 하지만 결과 부품의 품질은 일반적으로 그 자체로 말해줍니다. 부품이 최고의 품질과 속도로 제조되도록 하려면 전문 주문형 제조업체와 협력하는 것이 좋습니다.

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