1970년대 초반에 레이저가 처음으로 절단에 사용되었습니다. 현대 산업 생산에서 레이저 절단은 판금, 플라스틱, 유리, 세라믹, 반도체, 섬유, 목재 및 종이 및 기타 재료 가공에 더 널리 사용됩니다.

향후 몇 년 동안 정밀 가공 및 미세 가공 분야에서 레이저 절단의 적용도 상당한 성장을 이룰 것입니다.

레이저 절단

집속된 레이저 빔이 가공물에 닿으면 조사된 영역이 급격히 상승하여 재료가 녹거나 기화됩니다. 레이저 빔이 공작물을 관통하면 절단 프로세스가 시작됩니다. 레이저 빔은 재료를 녹이는 동안 윤곽선을 따라 이동합니다. 일반적으로 공기 분사를 사용하여 절개부에서 용융물을 날려 보내서 절단 부분과 플레이트 프레임 사이에 좁은 간격을 남깁니다. 이 간격은 초점을 맞춘 레이저 빔만큼 넓습니다.

화염 절단

화염 절단은 산소를 절단 가스로 사용하여 연강을 절단할 때 사용되는 표준 공정입니다. 산소를 최대 6bar까지 가압한 다음 절개 부위에 불어넣습니다. 그곳에서 가열된 금속은 산소와 반응하여 연소 및 산화되기 시작합니다. 화학 반응은 레이저 빔 절단을 돕기 위해 많은 양의 에너지(레이저 에너지의 최대 5배)를 방출합니다.

융합 절단

용융 절단은 금속을 절단할 때 사용되는 또 다른 표준 공정입니다. 세라믹과 같은 다른 가용성 재료를 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다.

절단 가스로 질소나 아르곤을 사용하고, 절개 부위를 통해 2~20bar의 압력으로 가스를 불어 넣습니다. 아르곤과 질소는 불활성 기체로 절개 부위의 용융 금속과 반응하지 않고 바닥으로 불어내기만 합니다. 동시에 불활성 가스는 공기 산화로부터 절삭날을 보호할 수 있습니다.

압축 공기 절단

압축 공기는 얇은 판을 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다. 5-6 bar의 공기 압력은 절개부의 용융 금속을 날려 버리기에 충분합니다. 공기의 거의 80%가 질소이기 때문에 압축 공기 절단은 기본적으로 융합 절단입니다.

플라즈마 보조 절단

매개변수를 적절하게 선택하면 플라즈마 지원 용융 및 절단 절개에 플라즈마 구름이 나타납니다. 플라즈마 구름은 이온화된 금속 증기와 이온화된 절단 가스로 구성됩니다. 플라즈마 구름은 CO2 레이저의 에너지를 흡수하여 공작물로 변환하여 더 많은 에너지가 공작물에 결합되고 재료가 더 빨리 녹기 때문에 더 빨리 절단됩니다. 따라서 이 절단 공정을 고속 플라즈마 절단이라고도 합니다.

플라즈마 구름은 실제로 고체 레이저에 투명하므로 플라즈마 보조 용융 및 절단은 CO2 레이저만 사용할 수 있습니다.

가스화 절단

기화 절단은 재료를 증발시켜 주변 재료에 대한 열 영향을 최대한 최소화합니다. 위의 효과는 얇은 플라스틱 필름과 같은 낮은 열과 높은 흡수를 가진 재료와 나무, 종이, 거품과 같은 불용성 재료를 증발시키기 위해 연속 CO2 레이저 가공을 사용하여 얻을 수 있습니다.

초단파 펄스 레이저를 사용하면 이 기술을 다른 재료에 적용할 수 있습니다. 금속의 자유 전자는 레이저 빛을 흡수하고 격렬하게 가열됩니다. 레이저 펄스는 용융 입자 및 플라즈마와 반응하지 않고 재료가 직접 승화되며 열의 형태로 주변 재료에 에너지를 전달할 시간이 없습니다. 피코초 펄스가 재료를 절제할 때 명백한 열 효과, 용융 및 버 형성이 없습니다.

매개변수: 처리 과정을 조정하십시오

많은 매개변수가 레이저 절단 공정에 영향을 미치며, 그 중 일부는 레이저 및 공작 기계의 기술적 성능에 따라 달라지고 나머지는 가변적입니다.

편광의 정도

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

초점 직경

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

초점 위치

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

레이저 파워

레이저 출력은 가공 유형, 재료 유형 및 두께와 일치해야 합니다. 출력은 공작물의 출력 밀도가 처리 임계값을 초과할 만큼 충분히 높아야 합니다.

작업 모드

연속 모드는 주로 금속 및 플라스틱의 표준 윤곽선을 밀리미터에서 센티미터로 절단하는 데 사용됩니다. 천공을 녹이거나 정확한 윤곽을 만들기 위해 저주파 펄스 레이저가 사용됩니다.

절단 속도

레이저 출력과 절단 속도는 서로 일치해야 합니다. 너무 빠르거나 너무 느린 절단 속도는 거칠기와 버 형성을 증가시킵니다.

노즐 직경

노즐의 직경은 노즐에서 분사되는 가스의 흐름과 모양을 결정합니다. 재료가 두꺼울수록 가스 제트의 직경이 커지고 이에 따라 노즐 구멍의 직경도 커집니다.

가스 순도 및 압력

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

산소 화염 절단을 사용할 때 가스 순도는 99.95%에 도달해야 합니다. 강판이 두꺼울수록 사용되는 가스 압력이 낮아집니다.

용융 및 절단에 질소를 사용할 때 가스 순도는 99.995%(이상적으로는 99.999%)에 도달해야 하며 두꺼운 강판을 용융 및 절단하려면 더 높은 공기 압력이 필요합니다.

레이저 절단의 초기 단계에서 사용자는 시운전을 통해 가공 매개변수의 설정을 스스로 결정해야 합니다. 이제 성숙한 가공 매개변수가 절단 시스템의 제어 장치에 저장됩니다. 각 재료 유형 및 두께에 대해 해당 데이터가 있습니다. 기술 파라미터 테이블을 통해 이 기술에 익숙하지 않은 사람들도 레이저 절단 장비를 원활하게 작동할 수 있습니다.

레이저 절단 품질 평가 요소

레이저 절단 모서리의 품질을 판단하는 기준은 여러 가지가 있습니다. 버의 형태, 함몰, 결 등의 기준은 육안으로 판단할 수 있으며, 수직도, 거칠기, 절단 폭은 특수 장비로 측정해야 합니다. 재료 증착, 부식, 열 영향 영역 및 변형도 레이저 절단 품질을 측정하는 중요한 요소입니다.

넓은 전망

레이저 절단의 지속적인 성공은 대부분의 다른 공정으로는 불가능합니다. 이 추세는 오늘날에도 계속됩니다. 앞으로 레이저 절단의 응용 전망은 점점 더 광범위해질 것입니다.