시중에 나와 있는 다양한 유형의 레이저 절단기

시중에 나와 있는 레이저 절단기의 종류는 무엇입니까?

레이저 절단은 1960년대부터 산업 운영의 일부였습니다. 레이저 기술의 발전으로 고정밀도, 고속, 다용도성은 레이저 절단 공정의 주요 장점이 되었으며, 이로 인해 산업 현장에서 레이저 절단이 점점 더 중요해지고 있습니다. 독특한 구조와 목적으로 인해 레이저 절단기는 특히 섬세한 디자인과 작은 구멍을 절단할 때 매우 정확합니다. 레이저 발생기의 종류에 따라 다음과 같이 나눕니다. 레이저 절단기 세 가지 유형으로: CO2 레이저 절단기, 섬유 레이저 절단기, YAG/YVO 레이저 절단기. 이 기사에서는 세 가지 유형의 레이저 절단 기계와 그 특성에 대해 설명합니다.

CO2 레이저 절단기

CO2 레이저 절단기는 비금속 재료의 절단 및 조각에 널리 사용됩니다. 레이저 출력에 따라 CO2 레이저 절단기가 절단할 수 있는 재료 유형과 두께도 다릅니다. 현재 이 레이저 절단 장치는 소기업, 학교, 목공예가 및 애호가들에게 인기 있는 선택입니다.

작동 원리

CO2 레이저 절단 기계는 일반적으로 가스로 채워진 밀봉 유리관에서 레이저 빔을 생성합니다. 고전압이 튜브를 통해 흐르고 가스 입자와 반응하여 에너지를 증가시켜 빛을 생성합니다. 튜브의 각 끝에는 거울이 있으며 여러 거울의 굴절을 통해 빛이 레이저 헤드로 전달되고 레이저 헤드에 설치된 초점 렌즈는 빛을 한 점으로 수렴합니다. 매우 높은 온도에 도달하여 재료가 즉시 가스로 승화되고 배기 팬에 의해 흡입되어 재료 절단 목적을 달성합니다.
CO2 레이저 발생기는 파장 9.6μm-10.6μm의 원적외선 스펙트럼 범위에서 눈에 보이지 않는 빛을 생성합니다. 튜브 내부의 가스 혼합물은 일반적으로 이산화탄소, 질소, 수소 및 헬륨입니다. 레이저 헤드를 통과할 때마다 레이저가 매우 빠르게 켜지고 꺼지는 기능을 통해 기계는 매우 복잡한 디자인을 절단할 수 있습니다.

어떤 재료를 처리할 수 있나요?

CO2 레이저 발생기의 빔 파장은 10.64um로 비금속 재료에 쉽게 흡수되기 때문에 다양한 비금속 재료를 정확하고 세심하게 절단하는 것으로 유명합니다. CO2 레이저 절단기로 가공하기에 적합한 재료는 다음과 같습니다.

목재 및 합판: 목재 및 합판을 절단할 수 있어 목공 및 공예 산업에서 인기가 있습니다.
아크릴: 간판, 디스플레이 및 예술 분야에 자주 사용되는 아크릴 시트에 깨끗하고 광택이 나는 컷을 제공합니다.
플라스틱: 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC) 등 모든 종류의 플라스틱을 절단하여 간판 제작, 포장, 제조에 사용할 수 있습니다.
가죽: 공예, 패션, 실내 장식품 목적으로 가죽을 복잡하게 절단할 수 있습니다.
직물 및 직물: 섬유 산업에서 직물 및 기타 직물의 복잡한 패턴과 디자인을 절단하는 데 사용됩니다.
종이 및 판지: 포장, 카드 제작 및 기타 응용 분야에서 종이와 판지를 정밀하게 절단하는 데 이상적입니다.
고무: 다양한 산업 및 제조 분야에 사용되는 개스킷, 씰 및 기타 산업 부품에 사용되는 고무 재료를 절단할 수 있습니다.
스테인리스강 및 탄소강: 얇은 스테인리스강 및 탄소강판도 절단할 수 있지만 파이버 레이저 절단기에 비해 한계가 있고 저전력 금속 절단 응용 분야에 더 일반적으로 사용됩니다.

장점

높은 절단 품질: CO2 레이저 절단기는 비접촉식 가공 방법을 채택하여 절단면이 열의 영향을 덜 받고 공작물 변형을 줄입니다. 특히 가죽, 천 등 부드러운 소재의 경우 재단 시 처짐 현상을 방지할 수 있어 일반적으로 2차 가공이 필요하지 않습니다.
높은 절단 유연성: 레이저 가공은 유연하며 모든 패턴을 처리할 수 있습니다.
빠른 절단 속도: 절단 속도는 10m/min에 도달할 수 있으며 최대 포지셔닝 속도는 70m/min에 도달할 수 있습니다.
높은 절단 정확도: 위치 정확도 0.05mm, 반복 위치 정확도 0.02mm.
저렴한 기계 가격: 소형 CO2 레이저 절단기는 일반적으로 미화 3,000달러에 불과하고 대형 CO2 레이저 절단기는 미화 5,000달러에 불과합니다. 이것은 중소기업에 적합한 예산입니다.

CO2 레이저 절단기는 기계 절단보다 더 나은 가장자리 결과를 가져올 수 있는 비금속 재료 조각 및 절단에 이상적입니다. 특히 소기업의 경우 CO2 레이저 절단기에 투자하는 데 많은 비용이 필요하지 않지만 기업의 생산 효율성을 높이고 인건비를 줄일 수 있습니다.

단점

높은 유지 관리 비용: CO2 레이저 절단기의 렌즈는 정기적인 유지 관리 및 교체가 필요합니다.
낮은 광전 변환 효율: CO2 레이저 발생기의 전기 광학 변환 속도는 약 10%에 불과합니다.
금속 재료의 제한된 절단: 레이저 빔의 파장에 영향을 받는 CO2 레이저 절단 스테인리스강 및 탄소강은 효율성이 낮고 품질이 좋지 않으며 높은 절단 속도와 절단 품질이 필요하지 않은 제품에만 사용할 수 있습니다. 스테인리스강 및 탄소강 외에도 CO2 레이저 절단기는 다른 유형의 금속 재료를 처리할 수 없습니다.

CO2 레이저 절단기에는 몇 가지 단점이 있지만 CO2 레이저 발생기는 기계적으로 비금속 재료를 절단하는 것과 비교할 때 여전히 비용 효율적인 옵션입니다.

파이버 레이저 절단기

파이버 레이저 절단기는 산업 분야의 최신 유형의 레이저 절단 장비로 금속 제조 산업에 전례 없는 속도와 정밀도를 제공합니다. 파이버 레이저 절단기는 평면 절단과 경사 절단을 모두 수행할 수 있으며 금속판의 고정밀 가공에 적합합니다. 현재 파이버 레이저 절단 기술은 다양한 인프라 및 제조 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

작동 원리

파이버 레이저 발생기는 펌프 다이오드에서 에너지를 수집하는 특수 설계된 유리 파이버를 사용하여 빔을 증폭합니다. 이 강력한 레이저가 재료의 표면에 닿으면 고강도 빛이 흡수되어 열로 변환되어 표면을 녹입니다. 레이저 빔과 평행한 고속 기류를 사용하여 녹은 재료를 불어 날려 공작물을 절단합니다.
파이버 레이저 발생기가 재료와 접촉하는 첫 번째 지점은 후속 상호 작용보다 더 강렬해야 합니다. 이 첫 번째 접촉은 재료를 단순히 절단하는 것이 아니라 관통해야 하기 때문에 고출력 펄스 빔을 사용해야 하기 때문입니다. 일반적으로 파이버 레이저 절단기는 컴퓨터 지원 설계 워크스테이션에서 절단 데이터를 수신할 수 있는 컴퓨터 수치 제어 기술을 사용합니다. 이러한 기술은 재료의 표면 또는 레이저 자체를 제어하여 특정 패턴이나 디자인을 생성하는 데 도움이 됩니다.

어떤 재료를 처리할 수 있나요?

파이버 레이저 절단기는 특히 다양한 금속 재료를 절단할 때 높은 효율성과 다용도로 잘 알려져 있습니다. 파이버 레이저의 고출력 밀도는 이러한 금속을 정확하고 빠르게 절단할 수 있습니다.

스테인레스강: 파이버 레이저 발생기는 자동차, 항공우주, 건설 산업에서 일반적으로 사용되는 우수한 가장자리 품질과 최소한의 열 변형으로 다양한 등급의 스테인레스강을 절단할 수 있습니다.
연강: 파이버 레이저 발생기는 다양한 두께의 연강 시트 및 플레이트를 절단하는 데 이상적이며 다양한 구조 응용 분야 및 일반 제조에 일반적으로 사용됩니다.
알루미늄: 파이버 레이저 발생기는 항공우주 및 자동차 응용 분야에서 자주 사용되는 알루미늄 시트 및 합금 절단에 이상적입니다.
구리: 구리는 파이버 레이저 발생기를 사용하여 효과적으로 절단할 수 있는 전도성이 높은 금속으로 전기 부품, 파이프 및 장식 부품의 생산 및 가공에 적합합니다.
황동: 파이버 레이저는 장식 용도로 알려진 금속 합금인 황동을 정밀하게 절단할 수 있습니다.
아연도금강: 파이버 레이저 발생기는 건설 및 제조에 일반적으로 사용되는 아연도금강을 절단할 수 있습니다.
티타늄: 파이버 레이저 발생기는 항공우주 및 의료 산업에서 사용되는 가벼우면서도 강한 금속인 티타늄을 절단할 수 있습니다.
기타 금속 합금: 파이버 레이저 발생기는 특수 응용 분야에 사용되는 다양한 금속 합금을 절단할 수 있어 다양한 산업 분야에서 응용 분야를 확장할 수 있습니다.

장점

낮은 유지 보수 비용: 파이버 레이저 발생기는 일반적으로 유지 보수가 필요 없으며 수명이 25,000시간 이상으로 깁니다. 따라서 파이버 레이저 발생기의 수명 주기는 다른 두 가지 유형보다 훨씬 깁니다.
강력한 광전 변환 능력: 광섬유 레이저 발생기의 전기-광 변환 속도는 CO2 레이저 발생기의 3배 이상인 최대 50%에 도달할 수 있으며 동일한 전력에서 더 적은 전력을 소비합니다.
높은 절단 효율: 파이버 레이저 발생기는 환경의 영향을 덜 받고 단시간에 높은 에너지 출력을 달성할 수 있으며 절단 속도가 빠릅니다. 판금을 절단하는 동안 판금을 고정하는 데 도구가 필요하지 않으므로 설정 및 가동 중지 시간을 줄여 절단 효율성을 높입니다.
높은 절단 품질 : 비접촉 절단이 채택되고 절단 솔기의 열 영향 영역이 작고 절단 솔기가 0.1-0.2mm 사이이며 절단 후 금속 섹션에 버 및 슬래그 현상이 없으며 일반적으로 필요하지 않습니다 2차 가공.

파이버 레이저 절단기는 금속 가공 분야에서 타의 추종을 불허하는 성능을 제공하며 정밀하고 정확하게 절단하여 최상의 결과를 얻습니다. 파이버 레이저 절단은 다른 유형의 레이저 절단보다 더 빠른 속도와 더 낮은 재료 소비로 고품질 결과를 얻을 수 있습니다.

단점

광섬유 레이저 절단기의 복잡한 작동과 광범위한 사용으로 인해 가격이 매우 비쌉니다.
출력이 낮은 파이버 레이저 절단기는 두꺼운 금속을 가공할 때 절단 품질이 제한됩니다.
파이버 레이저 절단기 기계 부품의 초기 구매 비용은 상대적으로 높습니다.

이러한 단점과 다른 단점에도 불구하고 파이버 레이저 절단에는 여전히 더 큰 장점이 있습니다. 최근에는 레이저 기술의 발전과 고출력 레이저 발생기의 출현으로 파이버 레이저 절단기의 가격이 하락하기 시작했습니다.

Nd:YAG/Nd:YVO 레이저 절단기

Nd:YAG 레이저는 네오디뮴(Nd)이 도핑된 이트륨 알루미늄 석류석 결정(Y3Al5O12)을 사용합니다. Nd:YVO 레이저는 네오디뮴 도핑된 바나데이트 결정(YVO4)을 사용하며 Nd:YAG 레이저와 동일한 방식으로 작동합니다. Nd:YVO 레이저는 Nd:YAG 레이저에 비해 출력 안정성이 향상되었으며 절단 중에 많은 열을 발생시키지 않습니다.

작동 원리

CO2 레이저와 유사하게 크리스탈은 두 개의 거울(하나는 완전히 반사되고 다른 하나는 반반사) 사이에 배치됩니다. 펌핑 광자 소스는 크세논/크립톤 플래시 튜브 또는 일련의 레이저 다이오드입니다. Nd:YAG/YVO 결정의 경우 펌핑 소스는 네오디뮴 이온의 에너지 준위를 높이는 광자를 공급합니다. 주파수 1064nm의 일관된 고강도 광선이 생성되면 거울을 사용하여 절단 헤드로 향하고 최종적으로 절단 헤드의 렌즈를 사용하여 한 지점에 집중됩니다.

어떤 재료를 처리할 수 있나요?

YAG/YVO 레이저 절단기는 보다 효율적인 파이버 레이저 생성기의 등장으로 요즘에는 덜 일반적이지만 특정 금속 재료를 절단하기 위한 특정 응용 분야는 여전히 있습니다. YAG/YVO 레이저 절단기로 절단할 수 있는 재료는 다음과 같습니다.

스테인리스강: 스테인리스강을 절단하여 허용 가능한 결과를 얻을 수 있지만 일반적으로 파이버 레이저 생성기가 이 재료에 더 효과적입니다.
연강: YAG/YVO 레이저 발생기는 연강을 절단할 수 있으며, 특히 파이버 레이저 발생기를 사용할 수 없거나 실용적이지 않은 경우에 그렇습니다.
알루미늄: 알루미늄을 절단할 수 있지만 일반적으로 파이버 레이저 발생기보다 효율성이 낮고 절단 속도가 느립니다.
구리: 구리, 특히 얇은 시트를 절단하며 주로 전기 부품, 배관 및 예술 분야에 사용됩니다.
황동: 황동 판을 절단할 수 있지만 구리와 마찬가지로 더 얇은 재료를 절단하는 데 더 좋으며 장식용 및 전기 부품에 자주 사용됩니다.
특정 합금: 조성과 두께에 따라 특정 금속 합금도 처리할 수 있습니다.

장점

높은 절단 정밀도: YAG/YVO 레이저 절단의 정밀도는 최대 +/- 20미크론의 공차로 1mm²만큼 작은 부품의 미세 절단을 가능하게 합니다.
파이버 레이저 발생기와 비교하여 Nd:YAG/YVO 레이저 발생기는 더 나은 빔 품질과 더 높은 출력 밀도를 갖습니다.

YAG/YVO 레이저 절단은 와이어 절단 및 워터제팅과 같은 기존 기술에 비해 생산 비용을 크게 줄이고 품질 결과를 크게 향상시킵니다. 이 장치는 통합된 CAD/CAM으로 쉽게 구현할 수 있으며 보다 편리한 작업을 위해 그래픽 형식의 파일을 가져올 수 있습니다.

단점

높은 운영 비용: YAG/YVO 레이저 발생기는 정기적이고 값비싼 유지 보수와 높은 운영 비용이 필요합니다.
열악한 에너지 효율성: YAG/YVO 레이저 발생기는 파이버 레이저보다 출력 밀도가 높지만 에너지 효율성은 한 자릿수입니다.
복잡한 구조: 전원 공급 장치가 부피가 크고 작동하려면 광학 경로가 필요합니다.

파이버 레이저 발생기의 개발 및 광범위한 적용으로 Nd:YAG/YVO는 금속 절단 분야에서 점차적으로 대체되었습니다.

요약하다

레이저 절단기는 다재다능함으로 인해 사용자들 사이에서 인기가 있습니다. 다양한 유형의 레이저 절단 장비에는 자체 적용 분야가 있습니다. 작업장에 적합한 장비를 선택하는 것이 생산성 향상의 핵심입니다. 이 기사에서는 세 가지 유형의 레이저 절단기를 소개하고 작동 방식을 설명하며 장단점과 처리할 수 있는 재료에 대해 설명합니다. 이 정보가 레이저 절단기를 구입할 때 참고가 되었으면 합니다.
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