레이저 절단기란 무엇입니까?

레이저 절단기 란 무엇입니까?

현재 레이저 절단기는 판금 성형 기계 산업에서 가장 널리 사용되는 금속 절단기입니다. 2010년부터 중국에서 파이버 레이저 절단기의 기술적 혁신으로 레이저 절단기 가격이 극적으로 감소했으며 점점 더 많은 고객이 플라즈마 절단기와 같은 다른 전통적인 금속 절단기 대신 레이저 절단기 구매를 선택합니다. 판 깎는 기계 및 워터젯 절단기 등

레이저 절단기에 대한 간략한 소개

레이저 절단기는 레이저에서 방출된 레이저를 광학 경로 시스템을 통해 고출력 밀도 레이저 빔으로 집속시킵니다. 레이저 빔을 가공물의 표면에 조사하여 녹는점 또는 끓는점에 도달하게 하고, 빔과 동축에 있는 고압 가스가 녹거나 기화된 금속을 날려버립니다.

광선이 가공물을 기준으로 이동함에 따라 궁극적으로 재료에 절단 이음새가 형성되어 절단 목적이 달성됩니다.

레이저 절단 가공은 기존의 기계식 블레이드를 눈에 보이지 않는 광선으로 대체합니다. 절단 패턴 제한에 국한되지 않는 고정밀, 빠른 절단, 재료의 자동 레이아웃 저장, 부드러운 절단, 낮은 가공 비용 등의 특징을 가지고 있습니다. 점차적으로 전통적인 금속 절단 장비를 개선하거나 대체할 것입니다.

레이저 절단기의 주요 특징

  • 레이저 블레이드의 기계 부분이 가공물과 접촉하지 않으므로 작업 중에 가공물 표면에 긁힘이 발생하지 않습니다.
  • 레이저 절단 속도가 빠르고 절개 부위가 부드럽고 평평하며 일반적으로 후속 가공이 필요하지 않습니다.
  • 절단 열 영향부가 작고 판 변형이 적으며 절단 이음새가 좁습니다(0.1mm~0.3mm).
  • 절개에는 기계적 응력이나 전단 버가 없습니다.
  • 가공 정확도가 높고 반복성이 우수하며 재료 표면이 손상되지 않습니다.
  • CNC 프로그래밍은 모든 평면 도면을 처리할 수 있으며, 금형 없이 대형 전체 보드를 절단할 수 있어 경제적이며 시간이 절약됩니다.

레이저 절단기의 원리

레이저는 다른 자연광과 마찬가지로 원자(분자, 이온 등)의 전이에 의해 생성되는 빛의 일종입니다. 그러나 레이저는 아주 짧은 시간 동안만 자연 방출에만 의존하고 후속 과정은 전적으로 여기 방사선에 의해 결정된다는 점에서 일반 빛과 다릅니다. 따라서 레이저는 색상이 매우 순수하고 발산하는 방향성이 거의 없으며 광도가 매우 높고 일관성이 높습니다.

레이저 절단은 레이저 집속으로 생성된 고출력 밀도 에너지를 사용하여 이루어집니다. 컴퓨터의 제어에 따라 레이저는 펄스를 통해 방출되어 제어된 반복 고주파 펄스 레이저를 출력하여 특정 주파수와 펄스 폭을 가진 광선을 형성합니다. 펄스 레이저 빔은 광로를 통해 투과 및 반사되어 집속 렌즈군을 통해 가공 대상물의 표면에 집속되어 미세하고 에너지 밀도가 높은 광점을 형성합니다. 초점은 가공할 표면 근처에 위치하며 가공된 소재를 고온에서 순간적으로 녹이거나 기화시킵니다. 각 고에너지 레이저 펄스는 즉시 물체 표면에 작은 구멍을 분사합니다. 컴퓨터 제어 하에서 레이저 가공 헤드와 가공된 재료는 미리 그려진 형상에 따라 서로에 대해 연속적으로 이동하여 대상을 원하는 형상으로 가공합니다.

절단 중 공정 매개변수(절단 속도, 레이저 출력, 가스 압력 등)와 운동 궤적은 CNC 시스템에 의해 제어되며 절단 지점의 슬래그는 특정 압력의 보조 가스에 의해 날아갑니다.

레이저 절단기 구성부분

레이저 절단기 시스템은 일반적으로 레이저 발생기, (외부) 빔 전송 구성 요소, 작업대(공작 기계), 마이크로컴퓨터 수치 제어 캐비닛, 냉각기 및 컴퓨터(하드웨어 및 소프트웨어)로 구성됩니다.

1) 공작기계 호스트부: 레이저 절단기의 공작기계 부품으로, 절단작업 플랫폼을 포함하여 X, Y, Z축의 움직임을 구현하는 기계부품이다. 일반적으로 서보 모터에 의해 구동되는 제어 프로그램에 따라 절단된 공작물을 배치하고 정확하고 정확하게 이동하는 데 사용됩니다.

2) 레이저 발생기: 레이저 광원을 발생시키는 장치. 레이저 절단의 경우 YAG 고체 레이저가 사용되는 몇 가지 경우를 제외하고 대다수는 2010년 이전에 높은 전기 광학 변환 효율과 높은 전력 출력 능력을 갖춘 CO2 가스 레이저를 사용합니다. 높은 요구 사항으로 인해 레이저 절단의 빔 품질을 위해 모든 레이저를 절단에 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 가우스 모드는 1500W 미만의 CO2 레이저, 100W~3000W 사이의 저차 모드 CO2 레이저, 3000W 이상의 다중 모드 CO2 레이저에 적합합니다. 그러나 2010년 이후 중국에서 파이버 레이저가 개발되면서 C02 레이저 절단기가 점차적으로 대체되고 있다. 에프이버 레이저 절단기. 현재 파이버 레이저 절단기는 레이저 시장에서 주류 선택이 되었습니다.

3) 외부 광 경로: 레이저를 원하는 방향으로 안내하는 데 사용되는 굴절 거울입니다. 빔 경로가 오작동하지 않도록 하려면 모든 거울을 보호 커버로 보호해야 하며 깨끗한 양압 보호 가스를 도입하여 렌즈가 오염되지 않도록 보호해야 합니다. 고성능 렌즈 세트는 발산 각도 없이 빛의 광선을 무한히 작은 지점에 집중시킵니다. 일반적으로 초점거리가 5.0인치인 렌즈를 사용합니다. 7.5인치 렌즈는 두께가 12mm를 초과하는 재료에만 사용됩니다.

4) CNC 시스템: 공작 기계를 제어하여 X, Y, Z축 이동을 달성하는 동시에 레이저의 출력도 제어합니다.

5) 안정화된 전원 공급 장치: 레이저, CNC 공작 기계 및 전원 공급 시스템 사이에 연결됩니다. 주로 외부 전력망의 간섭을 방지하는 역할을 합니다.

6) 커팅 헤드 : 주로 캐비티, 포커싱 렌즈 시트, 포커싱 미러, 용량 성 센서 및 보조 가스 노즐과 같은 구성 요소가 포함됩니다. 커팅헤드 구동장치는 프로그램에 따라 커팅헤드가 Z축 방향을 따라 이동하도록 구동하는데 사용되며, 서보모터와 스크류나 기어 등의 전달부품으로 구성된다.

7) 작업 콘솔: 전체 절단 장치의 작업 프로세스를 제어하는 데 사용됩니다.

8) 냉각 장치: 레이저 발생기를 냉각하는 데 사용됩니다. 레이저는 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 장치이다. 예를 들어 CO2 가스 레이저는 일반적으로 변환율이 20%이고 나머지 에너지는 열로 변환됩니다. 냉각수는 레이저 발생기의 정상적인 작동을 유지하기 위해 과도한 열을 제거합니다. 냉각 장치는 또한 공작 기계의 외부 광선 경로 반사판과 초점 거울을 냉각시켜 안정적인 빔 전송 품질을 보장하고 높은 렌즈 온도로 인한 변형이나 폭발을 효과적으로 방지합니다.

9) 가스 실린더: 레이저 절단기의 작동 매체 가스 실린더와 보조 가스 실린더를 포함하며, 레이저 진동용 산업용 가스와 커팅 헤드 공급용 보조 가스를 보충하는 데 사용됩니다.

10) 공기 압축기 및 저장 탱크: 압축 공기를 제공하고 저장합니다.

11) 공냉식 건조기 및 필터: 레이저 발생기와 빔 경로에 깨끗하고 건조한 공기를 공급하여 경로와 반사경의 정상적인 작동을 유지하는 데 사용됩니다.

12) 배기 집진기 : 처리 중에 발생하는 연기 및 먼지를 추출하고 필터링하여 배기 가스 배출이 환경 보호 기준을 충족하는지 확인합니다.

13) 슬래그 제거기 : 가공 중 발생하는 잔재물 및 폐기물을 제거한다.

레이저 발생기

CO2 가스 레이저

금속 시트 절단을 위한 레이저 기술이 도입된 이후 1995년부터 2005년까지 CO2 레이저가 시장을 지배했습니다. CO2 레이저 광원은 질소 분자를 여기시켜 CO2 분자(레이저 가스)와 충돌시켜 광자를 방출하게 하고 궁극적으로 금속을 절단할 수 있는 레이저 빔을 형성하는 데 많은 에너지가 필요합니다. 공진 공동 내부의 분자 활동은 빛과 열을 모두 방출하므로 레이저 가스를 냉각시키기 위한 냉각 시스템이 필요합니다. 이는 냉각 과정에서 더 많은 에너지가 소비되어야 하므로 에너지 효율이 더욱 감소한다는 것을 의미합니다.

파이버 레이저

2010년부터 파이버 레이저 기술이 획기적인 발전을 이루었고 파이버 레이저가 레이저 절단 시장을 지배하기 시작했습니다. 파이버 레이저를 사용하는 기계는 설치 공간이 더 작고 레이저 소스 및 냉각 시스템의 부피도 더 작습니다. 레이저 가스 파이프라인이 없으며 렌즈를 조정할 필요가 없습니다. 2kw 또는 3kw 출력의 파이버 레이저 소스는 더 빠른 속도, 더 낮은 에너지 소비 및 환경에 대한 영향을 줄이면서 동일한 성능을 달성하기 위해 4kw 또는 6kw CO2 레이저 소스의 에너지 소비량의 50%만 필요합니다. 현재 점점 더 많은 레이저 절단기 공장이 10000와트 수준으로 출시되고 있습니다. 시트 섬유 레이저 절단기, 이는 플라즈마 절단기 또는 화염 절단기의 대체품이 될 수 있습니다.

파이버 레이저는 고체 다이오드를 사용하여 이중 클래드 이터븀 도핑 파이버 내부의 분자를 펌핑합니다. 자극된 방출된 빛은 섬유 코어를 여러 번 통과한 다음 전송 섬유를 통해 절단 초점 헤드까지 레이저 출력을 형성합니다. 분자 사이의 충돌은 모두 섬유 내에서 발생하기 때문에 레이저 가스가 필요하지 않으며 결과적으로 CO2 레이저의 약 1/3로 필요한 에너지가 크게 감소합니다. 발생하는 열이 적기 때문에 냉각기의 부피도 그에 따라 줄어들 수 있습니다. 요약하면, 동일한 성능을 달성할 때 파이버 레이저의 전체 에너지 소비는 CO2 레이저보다 70% 낮습니다.

레이저 절단기의 시장 전망

레이저 절단기의 시장 전망은 주로 다음 요소로 인해 광범위합니다.

  1. 제조 산업의 소비자 수요 및 기술 개발: Industry 4.0 및 인공 지능과 같은 기술 개발로 레이저 절단기는 자동화 및 디지털 처리 작업을 달성하여 처리 효율성과 정확성을 향상시킵니다.
  2. 레이저 광원 기술의 혁신: 레이저 절단기의 절단 속도와 비용이 향상되고, 산업용 파이버 레이저와 디스크 레이저의 급속한 발전은 기술 변화를 가져올 것입니다.
  3. 넓은 응용 분야: 레이저 절단기는 금속 및 비금속 재료를 포함한 다양한 재료를 절단하는 데 적합하며 자동차, 항공 우주, 전자 통신, 컴퓨터 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
  4. 4. 미래 시장 기대: 2025년까지 세계 레이저 절단기 시장 규모는 100억 달러에 달하고, 중국 시장 규모는 40억 달러에 달할 것으로 예상되며, 시장 수요는 계속해서 고속 성장을 유지할 것입니다.

요약하면, 레이저 절단기의 시장 전망은 매우 광범위하고 광범위한 응용 전망을 갖고 있으며 미래 지능형 제조 시대의 핵심 기술 중 하나가 될 것입니다.

산업 응용

금속 레이저 절단기의 적용은 매우 광범위하여 많은 산업 분야를 포괄하며 많은 기업의 필수 장비 중 하나입니다. 그 중에는 광고 간판 생산(주로 스테인레스 스틸 로고 및 식별 절단), 판금 가공(판금 가공에는 기본적으로 굽힘, 연마 등을 포함하는 모든 금속 재료가 포함되며 절단은 가장 중요한 공정 중 하나입니다. ), 섀시 및 캐비닛 생산(보통 탄소강 또는 스테인레스강을 포함하며 주로 굽힘 및 절단의 두 가지 절단 공정을 포함함), 스프링 플레이트(정밀 가공 공정에 속함), 지하철 부품, 엘리베이터 케이싱, 기계 장비 케이싱 , 주방용품(주로 스테인레스 스틸) 등이 있습니다. 판금 가공, 광고 간판 생산, 고전압 및 저전압 전기 캐비닛 생산, 기계 부품, 주방 용품, 자동차, 기계, 금속 수공예품, 톱날, 전기 부품, 유리 산업, 스프링 블레이드, 회로 기판, 전기 주전자, 의료 등에 널리 사용됩니다. 마이크로 전자공학, 하드웨어, 칼, 측정 도구 및 기타 산업.

광고 산업에서 레이저 가공 기술을 적용하는 데는 주로 레이저 절단과 레이저 조각의 두 가지 작업 방법이 포함됩니다.

레이저 조각

레이저 조각: 주로 물체 표면에서 수행되며 비트맵 조각과 벡터 조각의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

비트맵 조각: 먼저 Photoshop에서 조각해야 하는 그래픽을 걸어 놓고 흑백 BMP 형식으로 변환합니다. 그런 다음 전용 레이저 조각 및 절단 소프트웨어에서 그래픽 파일을 엽니다. 처리하는 재료에 따라 적절한 매개변수를 설정한 다음 실행을 클릭할 수 있습니다. 레이저 조각기는 그래픽 파일에서 생성된 도트 매트릭스 효과에 따라 조각합니다.

벡터 조각: 레이아웃 디자인을 위해 Coreldraw, AutoCad, Illustrator 등과 같은 벡터 소프트웨어를 사용하고 그래픽을 PLT, DXF, AI 형식, 마킹 머신으로 내보낸 다음 특수 레이저 절단 및 조각 소프트웨어를 사용하여 그래픽 파일을 열고 처리를 위해 레이저 조각 기계로 옮깁니다.

광고 산업에서는 주로 목재 보드, 이중 컬러 보드, 유기 유리 및 색종이와 같은 재료 가공에 적합합니다.

레이저 절단

레이저 절단: 가장자리를 분리하는 것으로 이해할 수 있습니다. 이러한 처리 목적을 위해 먼저 CORELDRAW 및 AUTOCAD에서 그래픽을 벡터 라인으로 변환하고 공압 마킹 머신을 사용한 다음 해당 PLT 및 DXF 형식으로 저장해야 합니다. 레이저 절단기 작동 소프트웨어를 사용하여 파일을 열고 처리 중인 재료에 따라 에너지 및 속도 매개변수를 설정한 다음 실행합니다. 컴퓨터로부터 지시를 받은 후, 레이저 절단기는 소프트웨어에 의해 생성된 비행 경로에 따라 자동으로 절단됩니다. 예를 들어, 기존 레이저 절단기는 컴퓨터에서 템플릿을 그려 컴퓨터에 직접 입력함으로써 자동으로 패턴을 절단할 수 있습니다. 기존 레이저 절단기에는 일반적으로 대규모 데이터 소스를 입력할 수 있는 자체 하드 드라이브가 있습니다.

레이저 절단기에는 3가지 주요 유형이 포함됩니다. 시트 레이저 절단기 판금판을 절단하는 데 사용됩니다. 튜브 레이저 절단기 튜브와 파이프를 전문적으로 절단하는 레이저 절단기입니다. 시트 및 튜브 레이저 절단기 위의 두 가지 기능을 결합하여 하나의 기계에서 판금과 파이프를 모두 절단할 수 있습니다.

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