Laser Beam Machining :원리, 작업, 장비, 응용, 장/단점

오늘 우리는 레이저 빔 가공 원리, 작업, 장비, 응용, 장단점에 대해 다이어그램을 통해 배울 것입니다. 레이저 빔 가공은 레이저 빔을 사용하여 열을 발생시키는 열 가공 공정입니다. 이 가공 공정에서 금속은 가공물의 표면에서 금속 입자의 용융 및 기화에 의해 제거됩니다. 도구를 사용하지 않는 비전통적인 가공 공정입니다. 금속 및 비금속 재료를 모두 가공하는 데 사용됩니다. 그것은 절단 및 드릴링 작업에 주로 사용됩니다.

레이저 빔 가공:

원칙:

레이저라는 단어는 Stimulated Emission of Radiation에 의한 빛 증폭을 의미합니다. 에너지를 흡수한 원자의 전자가 외부 소스를 형성하면 원래 에너지 준위에 있던 전자가 더 높은 에너지 준위로 점프합니다. 이것은 원자의 안정된 상태가 아니므로 이 전자는 흡수된 에너지를 광자의 형태로 방출하고 원래 상태로 돌아갑니다. 이미 더 높은 에너지 준위에 있는 원자가 에너지를 흡수하면 두 배의 에너지를 방출하여 원래 상태로 돌아갑니다. 원자가 방출하는 에너지는 자극 에너지와 주파수와 파장이 동일합니다. 이것은 레이저의 기본입니다. 레이저 재료가 다른 에너지원의 존재에 놓이면 현존하는 에너지를 흡수하고 흡수 한계에 도달하면 방출합니다. 이 높은 증폭 광선을 레이저라고 합니다.

레이저 빔 용접의 원리

이 가공 공정은 레이저의 기본 특성에 작용합니다. 그것은 금속 및 비금속을 절단하거나 가공할 수 있는 좁고 단색의 고강도 광인 레이저 빔을 사용합니다. 피삭재의 경도에 관계없이 모든 재료를 절단하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 지구상에서 가장 단단한 것으로 알려진 재료인 다이아몬드를 절단하는 데 사용할 수도 있습니다.

장비:

레이저 빔 가공

전원 공급 장치:

낮은 에너지 준위에서 더 높은 에너지 준위로 전자를 여기시키기 위한 에너지를 제공합니다. 이것은 빛 에너지를 생성하는 크세논 플래시 램프에 전원을 공급합니다. 레이저 재료는 에너지 저장을 유지하기 위해 빛 에너지에 노출됩니다.

레이저 방전 튜브:

레이저 방전관에 채워진 레이저 재료. 전자의 여기와 원래 상태로 돌아가는 과정이 그 안에서 일어난다. 한 면은 레이저 개방을 위해 부분적으로 투명하고 다른 면은 100% 반사됩니다. 플래시 램프 사이에 위치합니다.

레이저 재료:

다양한 유형의 레이저 재료를 사용할 수 있지만 이후 가공에서는 주로 CO2(펄스 또는 연속파) 및 Nd:YAG가 사용됩니다. 탄소 다이 산화물은 적외선 영역에서 빛을 방출하는 레이저 재료입니다. 연속파 모드에서 최대 25KW의 전력을 제공할 수 있습니다. 다른 하나는 네오디뮴 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷이라고 합니다. 광섬유를 통해 빛을 전달할 수 있는 고체 레이저입니다. 펄스 모드에서 약 50KW, 연속 모드에서 1KW 전력을 생성할 수 있습니다.

포커스 렌즈:

포커싱 렌즈는 레이저 가공 작업에 사용됩니다. 작업물에 초점이 맞춰지는 볼록렌즈입니다.

작업 중:

레이저 에너지는 공작물에서 금속을 제거하는 데 사용됩니다. 그 과정은 다음과 같이 요약될 수 있다.

• 첫 번째 레이저 재료 CO2 또는 기타 가스가 레이저 방전관에 채워집니다.
• 이제 플래시 램프로 연결된 전원을 켭니다. 이 램프는 원자의 전자를 여기시키는 데 사용되는 빛 에너지를 생성합니다.
• 레이저 재료의 원자는 플래시 램프에서 생성된 빛 에너지에서 에너지를 흡수합니다. 그것은 낮은 에너지 준위에서 높은 에너지 준위로 원자의 궤도 전자의 도약을 이끈다. 원자의 불안정한 상태입니다.
• 이 에너지는 처음에 레이저 재료에서 눈을 멀게 합니다. 원자가 충분한 에너지를 흡수하면 지속적으로 에너지를 방출하기 시작합니다. 이것은 증폭된 동일 주파수 및 동일한 파장의 간섭성 빛입니다.
• 초점 렌즈에 의해 수집되어 작업물을 향하는 레이저 광입니다.
• 이제 가공물에 레이저가 닿으면 접촉면에서 재료를 녹이거나 기화시켜 가공 공정을 시작합니다.

레이저빔 가공의 전 과정입니다.

응용 프로그램:

• 내과 및 세라믹 재료에 직경 약 0.005mm의 작은 구멍을 뚫는 데 사용됩니다.
• 금속 및 비금속 모두 드릴링 및 절단에 사용됩니다.
• 전자 및 자동차 산업에서 광범위하게 사용됩니다.
• 주로 항공우주 산업에서 사용됩니다.
• 공구로 가공이 불가능한 복잡한 프로파일을 가공할 때 사용합니다.

장점 및 단점:

장점:

• 모든 재료를 절단할 수 있습니다.
• 물리적 도구가 필요하지 않기 때문에 도구 비용이 들지 않습니다.
• 마감부 또는 고표면조도를 생산합니다.
• 물리적 도구를 사용하지 않기 때문에 도구 마모가 없습니다.
• 미세한 구멍을 정확하게 뚫을 수 있습니다.
• 레이저가 어떤 경로로든 이동할 수 있기 때문에 복잡한 형상을 쉽게 가공할 수 있습니다.
• 레이저 빔 가공을 통해 매우 단단한 재료를 절단할 수 있습니다.
• 높은 정확도를 얻을 수 있습니다.
• 쉽고 유연하게 자동화할 수 있습니다.

단점:

• 스탬핑에 비해 동일한 형상을 대량으로 절단할 경우 비경제적입니다.
• 높은 자본 및 유지 관리 비용
• 막힌 구멍을 만드는 데 사용할 수 없습니다.
• 레이저는 안전 위험으로 이어질 수 있습니다.

이것은 Laser Beam Machining 원리, 작업, 장비, 응용 프로그램, 다이어그램의 장단점에 관한 모든 것입니다. 이 글에 대해 궁금한 점이 있으면 댓글로 물어보세요. 이 기사가 마음에 들면 공유하는 것을 잊지 마십시오. 더 흥미로운 기사를 보려면 웹 사이트를 구독하십시오. 읽어주셔서 감사합니다.