1970 년대에 레이저는 처음으로 절단에 사용되었습니다. 현대 산업 생산에서 레이저 절단은 판금, 플라스틱, 유리, 세라믹, 반도체, 직물, 목재 및 종이 및 기타 재료 가공에 더 널리 사용됩니다.

향후 몇 년 동안 정밀 가공 및 미세 가공 분야에서 레이저 절단을 적용하는 것도 상당한 성장을 이룰 것입니다.
 

레이저 절단

초점이 맞춰진 레이저 빔이 공작물에 닿으면 조사 된 영역이 급격히 상승하여 재료를 녹이거나 기화시킵니다. 레이저 빔이 공작물을 통과하면 절단 프로세스가 시작됩니다. 레이저 빔은 재료를 녹이면서 윤곽선을 따라 이동합니다. 일반적으로 공기 분사를 사용하여 절개 부에서 용융물을 불어내어 절단 부분과 플레이트 프레임 사이에 좁은 간격을 남겨 두어 초점을 맞춘 레이저 빔만큼 넓습니다.
 

화염 절단

화염 절단은 산소를 절단 가스로 사용하여 연강을 절단 할 때 사용되는 표준 공정입니다. 산소는 최대 6bar까지 가압 된 다음 절개 부위에 불어 넣어집니다. 거기에서 가열 된 금속은 산소와 반응하여 연소 및 산화되기 시작합니다. 화학 반응은 절단시 레이저 빔을 지원하기 위해 많은 양의 에너지 (레이저 에너지의 최대 5 배)를 방출합니다.

융합 절단

용융 절단은 금속 절단에 사용되는 또 다른 표준 프로세스입니다. 또한 세라믹과 같은 다른 가용성 재료를 절단하는 데 사용할 수도 있습니다.

절단 가스로 질소 또는 아르곤을 사용하고 절개 부를 통해 2-20 bar 압력의 가스를 불어 넣습니다. 아르곤과 질소는 불활성 기체이므로 절개 부위의 용융 금속과 반응하지 않고 바닥으로 만 불어 넣습니다. 동시에 불활성 가스는 공기 산화로부터 최첨단을 보호 할 수 있습니다.

압축 공기 절단

압축 공기를 사용하여 얇은 판을 절단 할 수도 있습니다. 5-6 bar의 공기압은 절개 부위의 용융 금속을 날려 버리기에 충분합니다. 공기의 거의 80 %가 질소이기 때문에 압축 공기 절단은 기본적으로 융합 절단입니다.
 

플라즈마 보조 절단

매개 변수를 적절하게 선택하면 플라즈마 구름이 플라즈마 보조 용융 및 절단 절개에 나타납니다. 플라즈마 구름은 이온화 된 금속 증기와 이온화 된 절단 가스로 구성됩니다. 플라즈마 구름은 CO2 레이저의 에너지를 흡수하여 공작물로 변환하여 더 많은 에너지가 공작물에 결합되고 재료가 더 빨리 녹아 절단 속도가 빨라집니다. 따라서이 절단 공정을 고속 플라즈마 절단이라고도합니다.

플라즈마 구름은 실제로 고체 레이저에 투명하므로 플라즈마를 이용한 용융 및 절단은 CO2 레이저 만 사용할 수 있습니다.

가스화 절단

기화 절단은 재료를 증발시켜 주변 재료에 대한 열 효과를 최대한 최소화합니다. 위의 효과는 얇은 플라스틱 필름 및 목재, 종이 및 거품과 같은 불용성 재료와 같이 열이 낮고 흡수율이 높은 재료를 증발시키기 위해 지속적인 CO2 레이저 가공을 사용하여 얻을 수 있습니다.

초단파 펄스 레이저를 사용하면이 기술을 다른 재료에 적용 할 수 있습니다. 금속의 자유 전자는 레이저 빛을 흡수하고 격렬하게 가열됩니다. 레이저 펄스는 용융 된 입자 및 플라즈마와 반응하지 않고 재료가 직접 승화되며 열의 형태로 주변 재료에 에너지를 전달할 시간이 없습니다. 피코 초 펄스가 재료를 제거 할 때 명백한 열 효과, 용융 및 버 형성이 없습니다.

 

매개 변수 : 처리 프로세스 조정

많은 매개 변수가 레이저 절단 공정에 영향을 미치며, 그중 일부는 레이저 및 공작 기계의 기술적 성능에 의존하고 다른 매개 변수는 가변적입니다.

편진도

편진도는 변환되는 레이저 광의 백분율을 나타냅니다. 일반적인 편광 정도는 일반적으로 약 90 %입니다. 이것은 고품질 절단에 충분합니다.

초점 직경

초점 직경은 절개 폭에 영향을 미치며 초점 직경은 초점 렌즈의 초점 거리를 변경하여 변경할 수 있습니다. 더 작은 초점 직경은 더 좁은 절개를 의미합니다.

초점 위치

초점 위치는 공작물 표면의 빔 직경과 출력 밀도 및 절개 모양을 결정합니다.


레이저 파워

레이저 출력은 가공 유형, 재료 유형 및 두께와 일치해야합니다. 파워는 공작물의 파워 밀도가 처리 임계 값을 초과 할만큼 충분히 높아야합니다.

작업 모드

연속모드는 주로 밀리미터에서 센티미터 사이즈의 금속과 플라스틱의 표준 윤곽을 자르는 데 쓰인다.구멍을 녹이거나 정밀한 윤곽을 내기 위해 저주파 펄스 레이저를 사용한다.
 

절단 속도

레이저 출력과 절단 속도는 반드시 서로 맞아야 한다.너무 빠르거나 너무 느린 절단 속도는 거칠기의 증가와 가시의 형성을 초래할 수 있다.

노즐 지름

노즐의 직경은 노즐에서 분출되는 기체의 유량과 기류의 형상을 결정한다.재료가 두꺼울수록 기체 분류의 직경이 커져야 하고, 그에 맞춰 노즐의 직경도 커야 한다.

기체 순도와 기압

산소와 질소는 종종 절단 가스로 사용됩니다. 가스의 순도와 압력은 절단 효과에 영향을 미칩니다.

산소 화염 절단을 사용할 때 가스 순도는 99.95 %에 도달해야합니다. 강판이 두꺼울수록 가스 압력이 낮아집니다.

용융 및 절단에 질소를 사용하는 경우 가스 순도가 99.995 % (이상적으로는 99.999 %)에 도달해야하며 두꺼운 강판을 용융 및 절단하려면 더 높은 공기압이 필요합니다.

기술 데이터 시트

레이저 절단의 초기 단계에서 사용자는 시운전을 통해 가공 매개 변수 설정을 스스로 결정해야합니다. 이제 성숙한 가공 매개 변수가 절단 시스템의 제어 장치에 저장됩니다. 각 재료 유형 및 두께에 해당하는 데이터가 있습니다. 기술 파라미터 표를 통해이 기술에 익숙하지 않은 사람도 레이저 절단 장비를 원활하게 작동 할 수 있습니다.

레이저 절단 품질 평가 요소

레이저 절단 모서리의 품질을 판단하기위한 많은 기준이 있습니다. 버 형태, 함몰, 결과 같은 기준은 육안으로 판단 할 수 있으며, 수직도, 거칠기, 절단 폭은 특수 장비로 측정해야합니다. 재료 증착, 부식, 열 영향 영역 및 변형도 레이저 절단 품질을 측정하는 중요한 요소입니다.

광범위한 전망

레이저 절단의 지속적인 성공은 대부분의 다른 공정으로는 불가능합니다. 이러한 추세는 오늘날에도 계속됩니다. 앞으로 레이저 절단의 적용 가능성은 점점 더 넓어 질 것입니다.