레이저 절단의 기본 사항

레이저는 1970년대에 처음으로 절단에 사용되었습니다. 현대 산업 생산에서 레이저 절단은 판금, 플라스틱, 유리, 세라믹, 반도체, 직물, 목재 및 종이와 같은 재료 가공에 더 널리 사용됩니다.
집중된 레이저 빔이 작업물에 비추면 조사된 부분이 극적으로 가열되어 재료가 녹거나 기화됩니다. 레이저 빔이 공작물을 관통하면 절단 공정이 시작됩니다. 레이저 빔은 재료를 녹이는 동안 윤곽선을 따라 이동합니다. 용융된 재료는 일반적으로 공기 제트에 의해 절단 부분에서 날아가며 절단 부분과 플레이트 홀더 사이에 초점이 맞춰진 레이저 빔만큼 넓은 좁은 틈이 남습니다.

화염절단
화염 절단은 산소를 절단 가스로 사용하여 연강을 절단할 때 사용되는 표준 공정입니다. 산소는 최대 6bar까지 가압되어 절단면에 불어 넣어집니다. 그곳에서 가열된 금속은 산소와 반응하여 연소와 산화가 시작됩니다. 화학 반응은 레이저 빔의 절단을 돕는 많은 양의 에너지(레이저 에너지의 최대 5배)를 방출합니다.
용융 절단
용융 절단은 금속 절단에 사용되는 또 다른 표준 공정입니다. 또한 세라믹과 같은 다른 용해성 재료를 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다.
절단 가스로는 질소나 아르곤 가스를 사용하고, 2~20bar의 가스 압력을 커프를 통해 불어냅니다. 아르곤과 질소는 불활성 가스입니다. 즉, 절단면의 용융 금속과 반응하지 않고 단순히 바닥을 향해 날려 보냅니다. 동시에 불활성 가스는 절단 가장자리를 공기 산화로부터 보호합니다.
압축공기 절단
압축 공기는 얇은 판을 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다. 5-6 bar로 가압된 공기는 절단부의 용융 금속을 날려 버리기에 충분합니다. 공기의 거의 80%가 질소이기 때문에 압축 공기 절단은 기본적으로 용융 절단입니다.
플라즈마 보조 절단
매개변수를 적절하게 선택하면 플라즈마 지원 용융 절단 커프에 플라즈마 구름이 나타납니다. 플라즈마 구름은 이온화된 금속 증기와 이온화된 절단 가스로 구성됩니다. 플라즈마 클라우드는 CO2 레이저의 에너지를 흡수하여 가공물로 변환하므로 더 많은 에너지가 가공물에 결합되어 재료가 더 빨리 녹아 절단 속도가 빨라집니다. 따라서 이러한 절단 공정을 고속 플라즈마 절단이라고도 합니다.
플라즈마 클라우드는 실제로 고체 레이저에 비해 투명하므로 플라즈마 보조 용융 절단은 CO2 레이저로만 가능합니다.
가스화 절단
기화 절단은 재료를 기화시켜 주변 재료에 대한 열 효과의 영향을 최소화합니다. 이는 연속 CO2 레이저를 사용하여 얇은 플라스틱 필름과 같은 저열, 고흡수성 재료 및 목재, 종이, 폼과 같은 비용해성 재료를 기화함으로써 달성할 수 있습니다.
극초단 펄스 레이저를 사용하면 이 기술을 다른 재료에 적용할 수 있습니다. 금속의 자유 전자는 레이저를 흡수하여 극적으로 가열됩니다. 레이저 펄스는 용융된 입자 및 플라즈마와 반응하지 않으며 재료는 직접 승화되며 에너지가 열의 형태로 주변 재료에 전달될 시간이 없습니다. 피코초 펄스는 눈에 보이는 열 효과, 용융 및 버 형성 없이 재료를 제거합니다.
매개변수: 프로세스 조정
많은 매개변수가 레이저 절단 공정에 영향을 미치며, 그 중 일부는 레이저 및 공작 기계의 기술적 특성에 따라 달라지고 다른 매개변수는 가변적입니다.
양극화
편광은 레이저 광의 몇 퍼센트가 변환되는지를 나타냅니다. 일반적인 편광은 일반적으로 약 90%입니다. 이것은 고품질 절단에 충분합니다.
초점 직경
초점 직경은 절단 폭에 영향을 미치며 초점 렌즈의 초점 거리를 변경하여 변경할 수 있습니다. 초점 직경이 작을수록 커프가 좁아집니다.
초점 위치
초점 위치에 따라 가공물 표면의 빔 직경과 전력 밀도는 물론 절단 모양도 결정됩니다.
레이저 파워
레이저 출력은 가공 유형, 재료 유형 및 두께에 맞춰야 합니다. 가공물의 출력 밀도가 처리 임계값을 초과할 만큼 출력이 충분히 높아야 합니다.