레이저 절단이란 무엇입니까?

한때 레이저는 공상과학의 꿈에 불과했습니다. 지난 60년 동안 우리는 가상의 우주 광선총에서 빛의 힘을 전략적으로 이용하는 것으로 전환했습니다. 오늘날 레이저는 정교한 수술 장비, 광학 미디어 판독기, 제조용 레이저의 무차별 대입 강도 등 모든 곳에 있습니다. 그들 모두의 공통점은 꾸준한 손이나 컴퓨터 제어 응용 프로그램에 따라 놀라울 정도로 정밀하게 작업을 수행할 수 있는 능력입니다.

우리는 CO2 및 광섬유 레이저 절단기를 모두 사용하여 판금 부품을 생산합니다. 이 기술은 당사의 퀵턴 판금 기능에서 중요한 역할을 합니다.

레이저란 무엇입니까?

LASER는 Stimulated Emission of Radiation에 의한 광 증폭을 의미합니다. 기본적으로 레이저는 통제된 환경에서 특정 원소의 원자를 자극하여 작동합니다. 이러한 원자의 전자는 핵 주위의 궤도에서 위치를 보다 에너지가 넘치는 경로로 이동하고 "홈" 위치로 다시 이동할 때 일관된 빛 에너지의 흐름을 방출합니다. 단계에서. 에너지는 렌즈를 통해 안내되는 광자로 구성됩니다. 그곳에서 그들은 하나의 흐름에 집중하고 그들의 힘은 상당합니다.

레이저의 절단 능력에 영향을 미치는 두 가지 요소는 레이저의 출력(킬로와트 또는 kW로 측정)과 빔을 최대한 조밀하게 집중시키는 능력입니다. 설계자는 다른 절단 도구와 마찬가지로 레이저에도 레이저 커프라고 하는 너비가 있음을 알아야 합니다. . 이를 보정하는 것이 중요하지만 다른 절단 프로세스에 비해 커프가 훨씬 작습니다.

제조용 레이저 비교

두 가지 유형의 레이저가 제조 부문을 지배하고 있습니다. 바로 이산화탄소(CO₂ ) 및 광섬유(고체 레이저라고도 함) ). 둘 다 비슷한 시기에(1963/64) 발명되었지만 CO₂ 상업용 응용 프로그램에서 더 오랜 시간 동안 사용되었습니다. 실제로 섬유는 1980년대 초까지 제조 현장에 등장하지 않았습니다.

뉴햄프셔에 있는 Protolabs의 제조 감독자인 Phil Dunbar는 "레이저는 부품을 몇 주가 아니라 며칠 만에 처리할 수 있는 주된 이유 중 하나입니다."라고 말했습니다. “그들이 만든 컷은 믿을 수 없을 정도로 정확하고 디버링이 많이 필요하지 않습니다. 펀치 프레스는 여전히 중요한 도구이지만 그 정밀도에 도달할 수는 없습니다.”

두 가지를 비교하면 일반적으로 섬유가 가장 좋지만 사용할 재료에 대한 선택은 절단하는 재료의 유형과 두께에 따라 결정되는 경우가 많습니다. 섬유는 더 얇은 금속에서 더 빠릅니다. 더 집중된 빔은 이러한 레이저가 반사율이 높은 재료를 더 빠르게 절단하는 데 도움이 됩니다. CO₂와 달리 레이저, 파이버 레이저에는 움직이는 부품이나 거울이 없어 고장나지 않아 유지 관리 비용이 낮습니다. 무엇보다도 파이버 레이저는 동일한 절단력에 더 적은 전기를 사용합니다.

광섬유를 사용하기로 한 결정이 슬램덩크가 될 것이라고 생각할 수 있지만 CO₂ 직선 절단 속도와 현재로서는 0.2인치(5mm)보다 두꺼운 재료와 같은 여전히 ​​인상적입니다. 그렇긴 하지만 파이버 레이저는 점점 더 강력해지고 있으므로 이러한 차이도 덜 중요해지고 있습니다.

펀치 프레스(위 그림 참조)는 레이저 절단만큼 정확하지는 않지만 대규모 실행을 위한 확장 가능한 솔루션입니다. 판금 부품.

레이저 절단의 대안

모든 힘과 속도를 고려할 때 레이저가 유일한 방법이라고 생각할 수 있지만 다른 강력한 경쟁자가 있습니다.

밀링: 엔드 밀을 사용하여 절단하는 것은 다소 구식처럼 보이지만 0.0003인치(0.00762mm) 이내의 정확도를 가지며 상당히 빠릅니다. 가장 좋은 점은 엔드밀이 만드는 고품질 모서리와 3D 미디어 작업 능력입니다. 밀링의 단점은 설정 및 프로그래밍에 시간이 걸린다는 것입니다.

워터젯: 물과 연마제를 섞고 엄청나게 높은 압력을 사용하여 노즐에서 분사하면 워터젯 절단이 가능합니다. 밀링만큼 정확하지만 금속을 자를 때 물 흐름의 왜곡으로 인해 가장자리 품질이 다소 희생됩니다.

와이어 EDM: 와이어 방전가공(EDM)에서 전기는 가늘고 충전된 와이어(일반적으로 구리 또는 황동)를 통해 공급되어 와이어와 절단 중인 재료 사이에 스파크가 형성됩니다. 회로는 금속의 반대쪽에 있는 다른 와이어로 완성됩니다. 스파크가 금속을 관통하여 정확하게 절단하고 두 번째 와이어가 회로를 완성합니다. 전체 프로세스는 전기를 전도하지 않는 물의 일종인 유전체 물에 위치하므로 와이어와 금속 사이의 전기 흐름 경로를 제한하면서 절단 표면을 냉각시키는 역할을 합니다. 느린 프로세스이지만 속도가 부족한 부분을 0.0001인치(0.00254mm) 이내의 정확도로 보완합니다. 한 가지 중요한 제한 사항:와이어 EDM에서는 부품을 만드는 금속이 전기 전도성이어야 하며 그렇지 않으면 절단되지 않습니다.

펀치 프레스: 이 프로세스는 당신이 생각하는 대로 작동합니다. 프레스는 원하는 형태를 만들기 위해 금속을 펀칭합니다. 이 프로세스의 일부 희생은 정확성과 가장자리 품질입니다. 귀하의 부품은 확실히 디버링이 필요합니다. 프레스 중에 부품이 파손될 수 있으므로 금속이 부서지기 쉽거나 경화된 경우에도 사용할 수 없습니다. 긍정적인 측면은 펀치 프레스를 설정하고 프로그래밍하는 데 시간이 걸리지만 일단 고정되면 여러 부분을 쉽게 만들 수 있다는 것입니다.

판금 부품용 레이저 절단 서비스

아날로그 및 디지털 제조 기술은 레이저/펀치 기계의 형태로 통합되었습니다. 이것은 파이버 레이저의 정확하고 강력한 절단과 펀치 프레스로 가장 잘 관리되는 표준 툴링 옵션 및 형상을 결합합니다. 루버, 플랜지 등과 같은 기능은 절단 및 성형 모두에 단일 도구를 사용하여 레이저 절단되고 버가 없는 가장자리로 빠르게 생성할 수 있습니다.

제조에 레이저를 추가하면 판금을 안전하고 신속하며 정확하게 절단할 수 있습니다. 직선 절단의 무자비한 힘에서 완만한 곡선을 만드는 미묘한 정밀도로 부드럽게 전환하는 능력과 결합된 레이저의 힘은 기계공의 도구 상자에 없어서는 안 될 도구이며 복잡한 부품 설계자에게 큰 도움이 됩니다.

Protolabs의 판금 가공 서비스는 속도를 위해 설계되었습니다. 부품 형상 및 재료에 따라 부품은 펀치 프레스, 파이버 레이저 또는 CO₂로 절단됩니다. 레이저. 단순한 부품의 경우 펀치 프레스가 일반적으로 가장 효율적이고 경제적인 솔루션입니다. 더 미세하고 더 복잡한 형상을 가진 판금 부품은 CNC 레이저로 절단됩니다. 파이버 레이저는 더 얇고 반사율이 더 높은 재료를 절단하는 데 사용되며 CO₂ 레이저는 더 많은 전력이 필요할 때 더 두꺼운 게이지 재료에 더 적합합니다.