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레이저 커팅이란? 심층 가이드

9월 25, 2024

최근 몇 년 동안 약 70%의 제조업체가 정확하고 효율적인 생산을 위해 레이저 커팅을 사용하고 있습니다. 산업용 절단기는 집중된 레이저 빔을 사용하여 재료를 정확하게 조각합니다. 자동차, 항공우주, 패션과 같은 분야에서는 이를 필요로 합니다. 레이저는 정확성으로 인해 최신 레이저 컷 게이트 디자인 및 레이저 컷 발코니 난간을 포함하되 이에 국한되지 않는 대형 제조 및 맞춤형 디자인에 이상적입니다.
한편, 이 글에서는 레이저 커팅의 정의, 작동 방식, 역사, 사용되는 재료, 용도, 장점과 단점에 대한 기본적인 개요를 다룹니다.

레이저 커팅이란 무엇인가요?

레이저 커팅은 고출력 레이저 빔이 광학 장치를 통해 재료를 미크론 이내의 공차로 절단, 조각 또는 에칭하는 정밀한 제조 공정입니다.

CNC 레이저 절단기의 종류

CO2 레이저 절단기.
파이버 레이저 절단기.
Nd(네오디뮴 도핑 이트륨 알루미늄 가넷) 레이저 절단기.
UV 레이저 절단기.
녹색 레이저 절단기.
미니 레이저 절단기.

주요 구성 요소

레이저 커팅 금속 기계에는 레이저 소스, 커팅 베드, CNC 제어 이동 시스템이 있습니다. 레이저 소스는 절단할 고에너지 빔을 생성합니다. 커팅 베드는 레이저 아래에 재료를 배치하기 위해 축을 따라 이동하기 위해 재료를 놓는 곳입니다. 렌즈와 거울을 포함한 광학 장치가 레이저 빔을 재료로 향하게 합니다. 질소 또는 산소는 용융된 재료를 배출하거나 산화를 방지하면서 절단 효율을 높일 수 있습니다. 제어 시스템은 기계의 작동을 관리하고 디자인 파일을 절단 경로로 변환합니다.

레이저 커팅은 어떻게 작동하나요?

제어 시스템

CNC 시스템은 복잡한 형상과 공차가 큰 응용 분야에서 절단 레이저를 정밀하게 안내합니다. CAD 모델을 기계 지침으로 변환하고 X, Y, Z 축을 따라 레이저의 움직임을 제어합니다. 또한 CNC는 이상적인 절단 조건을 위해 빔 출력, 초점 높이, 가스 압력을 조정합니다. 예를 들어 레이저 금속 절단기에서는 CNC 가공 는 재료 두께 변화를 보정하여 결함의 위험을 낮춥니다.

레이저 커팅의 역사

1965년 최초의 생산용 레이저 기계가 다이아몬드 다이 구멍을 뚫었습니다. 웨스턴 전기 공학 연구 센터에서 이 장비를 생산했습니다. 그 후 영국은 1967년에 레이저를 이용한 산소 분사 금속 절단을 발명했습니다. 1970년대 초, 이 절단 기술은 항공 우주 분야에서 티타늄을 위해 개발되었습니다. 반면에 CO2 레이저는 금속의 열전도율을 극복하기에는 너무 약했기 때문에 직물 절단에도 사용되었습니다.

레이저 커팅에 사용되는 재료

금속

레이저 커팅은 강철, 알루미늄, 황동 및 구리에 사용됩니다. 황동 레이저 커팅 부품은 정밀하고 까다로운 디자인이 필요한 산업에서 표준입니다. 레이저 조각기 금은 및 절단 공정에서 금속의 반사율은 빔 반사 손상을 방지하기 위해 특별한 레이저 설정이 필요합니다.

아크릴

아크릴은 가장자리가 깨끗하고 광택이 나기 때문에 레이저 커팅에 선호됩니다. 특수 아크릴 레이저 기계는 과열을 방지하고 부드러운 커팅을 보장합니다. 아크릴 절단용 레이저 기계는 제어하지 않으면 유독할 수 있는 가스를 적절히 환기시켜야 합니다.

목재

목재는 레이저 커팅에 다용도로 사용할 수 있으며, 그을림이 거의 없이 선명한 커팅이 가능합니다. 하지만 목재의 밀도와 수지 함량이 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. MDF와 합판을 포함한 다양한 목재는 레이저 아래에서 다르게 작동하며, 타는 것을 방지하기 위해 출력 설정을 조정해야 합니다.

플라스틱

ABS, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌은 절단에 잘 반응하지만 문제가 있습니다. 일부는 절단 시 유해한 연기를 방출합니다. 따라서 레이저 유형과 환기 시스템을 신중하게 선택해야 합니다. 얇은 플라스틱 시트는 정확하고 측정된 레이저 출력으로 절단하지 않으면 녹거나 뒤틀릴 수 있습니다.

합성물

탄소 섬유 강화 폴리머는 층 구조로 인해 까다로울 수 있습니다. 레이저는 가장자리 품질로 여러 층을 절단할 수 있을 만큼 강력해야 합니다. 열 영향을 받는 영역을 제어하면 복합 재료의 박리 또는 손상을 억제하는 데 도움이 됩니다.

레이저 커팅의 응용 분야

정밀 제작

레이저 커팅은 철판으로 정밀한 제작을 제공할 수 있습니다. 철판 레이저 기계는 약간의 열 변형이 있는 디자인을 구현할 수 있습니다. 항공우주 및 자동차 분야에 적합합니다.

맞춤형 아크릴 디자인

아크릴로 작업할 때 레이저 커팅은 비교할 수 없는 디테일을 제공합니다. 예를 들어, 절단용 아크릴 시트는 2차 가공 없이도 가장자리를 매끄럽고 광택 있게 만들 수 있습니다. 맞춤형 간판, 디스플레이 및 정교한 예술 작품을 만드는 데 도움이 됩니다.

효율적인 튜브 처리

튜브 레이저 기계는 튜브형 재료에 없어서는 안 될 필수 장비입니다. 원통형 표면의 복잡한 구멍과 슬롯을 절단합니다. 건설 및 중장비 부문에 도움이 될 수 있습니다.

산업용 나무 절단

나무 레이저 절단기는 산업 임업의 유기 재료에 중점을 둡니다. 나무 줄기를 정밀하게 가공하여 효율적이고 신뢰할 수 있는 절단으로 자재 낭비를 줄여줍니다. 이 기술은 목공 및 가구 제작에도 적용될 수 있습니다.

다용도 튜브 커팅

레이저 튜브 절단기는 원형, 정사각형, 직사각형을 포함한 튜브 모양을 절단하는 데 도움이 됩니다. 제조 및 건축 분야의 대량 생산을 위한 절단에서 변함없는 품질을 제공합니다. 또한 다각도로 절단하면 여러 가공 단계를 거치지 않아도 됩니다.

레이저 커팅의 장단점

레이저 커팅은 정확하고 효율적이며 민첩한 산업 응용 분야에 적합합니다. 하지만 레이저 커팅기 가격을 고려할 때 단점이 없는 것은 아닙니다. 장점으로는 레이저 커팅 아크릴은 항공우주 및 의료 기기 제조의 부품에 대해 ±0.0005인치의 엄격한 허용 오차로 복잡한 디자인을 구현할 수 있다는 점입니다. 스테인리스 스틸, 알루미늄, 티타늄과 같은 까다로운 소재도 집중된 레이저 빔으로 인해 열 변형이 거의 없는 상태로 가공할 수 있습니다. 2차 마감 공정을 생략하여 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

또한 적절한 설정을 통해 동일한 기계로 절단, 조각, 드릴링 작업을 전환하여 유연하게 사용할 수 있습니다. 그러나 두꺼운 재료를 절단할 때는 공정이 느려질 수 있습니다. 두께에 따라 전력 요구량이 기하급수적으로 증가하고 더 비싼 고출력 레이저가 필요합니다. 또한 반사되는 구리나 황동은 기계의 광학 장치를 손상시켜 유지보수 비용과 유휴 시간을 증가시킬 수 있습니다. 열 영향 영역은 미미하지만, 단단한 재료 무결성이 요구되는 애플리케이션의 경우 재료 특성을 변경할 수 있습니다.

레이저 절단기 가격은 출력, 기계 베드 크기, 자동화된 자재 취급에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 예: 하이엔드 파이버 레이저 수 킬로와트 전력 등급과 자동화를 갖춘 시스템은 $600,000에 달할 수 있습니다. 소규모 생산 또는 프로토타입 제작을 위한 저전력 시스템은 약 $20,000의 비용이 들 수 있습니다. 그러나 기존의 워터젯 또는 플라즈마 절단과 비교할 때 소규모 제조업체의 경우 예비 투자 및 작업 비용이 엄청날 수 있습니다. 또한 초점 거리, 펄스 지속 시간, 절단 속도를 최적화하기 위한 학습 곡선이 가파를 수 있습니다. 고품질 레이저 기계 절단 서비스를 찾고 계신가요? 문의하기 MXY 가공 를 클릭하고 마법을 확인하세요.

결론

레이저 커팅기는 기술이 어떻게 변화를 주도하고 다양한 산업에 혜택을 주는지 보여주는 인상적인 예입니다. 이 혁신적인 기술의 다양한 장점은 속도, 생산성, 자동화 용이성, 고도로 맞춤화된 제품을 비교할 수 없는 정밀도로 생산할 수 있는 능력을 높여 제조 산업에 혁명을 일으켰습니다. 레이저 커팅의 장점은 제조 분야를 넘어 폐기물 및 에너지 소비를 줄여 환경에 미치는 영향도 뛰어납니다. 새로운 재료가 발견되고 있으며 레이저 기계의 미래가 밝다는 것은 의심할 여지가 없습니다. 이 기술에 투자하는 산업은 더 큰 성장과 성공을 거둘 수 있는 엄청난 기회를 갖게 됩니다.