레이저 튜브 절단에 대해 알아야 할 사항

Mar 24, 2023

제작자가 파이버 레이저 절단 기술에 대해 생각할 때 고속 절단을 먼저 생각할 수 있습니다. 그것이 사실일 수도 있지만, 튜브 절단의 경우 속도는 상대적입니다. 튜브의 실제 절단 속도보다 튜브를 사양에 맞게 가공하는 데 걸리는 시간이 더 중요합니다. 사진 제공: BLM Group USA Corp.

편집자 주: 이 기사는 2019년 3월 6일 내슈빌에서 열린 FMA 연례 회의에서 FABRICATOR 리더십 서밋에서 발표된 내용을 수정한 것입니다.

대부분의 금속 제작자는 파이버 레이저 절단 기술이 플랫 시트 가공에 어떤 역할을 했는지 잘 이해하고 있습니다. 하지만 파이버 레이저가 튜브 절단에 어떤 역할을 하였습니까? 사실 꽤 많습니다.

어떤 것들은 꽤 눈에 띕니다. 파이버 레이저의 레이저 "발생기"는 기존 CO2 공진기에 비해 훨씬 작습니다. 실제로 파이버 레이저는 출력 범위가 600~1,500와트인 서류 가방 크기의 모듈에 결합된 다이오드 뱅크로 생성됩니다. 여러 모듈을 함께 연결하여 일반적으로 작은 파일 캐비닛 크기인 최종 전력 공진기를 생성합니다. 생성된 빛은 광섬유 케이블을 통해 전달되고 증폭됩니다. 빛이 광섬유 케이블을 빠져나갈 때 전력이나 품질의 손실 없이 생성된 빛과 동일합니다. 그런 다음 절단할 재료의 유형에 맞게 조정되고 초점이 맞춰집니다.

CO2 공진기는 레이저 빔을 생성하기 위해 가스 조합에 전기가 도입되므로 훨씬 더 크고 더 많은 에너지가 필요합니다. 거울은 빛의 강도를 높여 빛이 공진기를 빠져나갈 수 있도록 준비합니다. 공진기를 빠져나온 빔은 렌즈에 도달할 때까지 여러 개의 냉각된 거울로 구성된 경로를 통과해야 합니다. 이 이동으로 인해 레이저 빔의 출력과 품질이 손실됩니다.

CO2 레이저를 생성하는 데 필요한 전력량 때문에 파이버 레이저에 비해 효율이 낮고 벽면 플러그 효율성도 훨씬 낮습니다. 따라서 CO2 레이저에 필요한 대형 냉각기에는 더 많은 전체 전력이 필요합니다. 파이버 레이저 공진기의 벽면 플러그 효율이 40% 이상이므로 전력 사용량도 줄어들 뿐만 아니라 수요가 많은 설치 공간도 줄어듭니다.

작동 중인 파이버 레이저를 자세히 살펴볼 때까지 일부 사항은 명확하지 않습니다. 빔 직경이 CO2 빔 크기의 1/3인 경우가 많기 때문에 파이버 레이저는 CO2 레이저 빔보다 출력 밀도가 더 높습니다. 이렇게 하면 섬유가 더 빨리 절단될 뿐만 아니라 더 빠르게 관통할 수도 있습니다. 또한 이 작은 빔 크기는 섬유에 복잡한 모양을 절단하고 날카로운 모서리를 남길 수 있는 능력을 제공합니다. 로고 글자 사이의 간격이 0.035인치일 때 튜브에서 회사 로고를 잘라낸다고 상상해 보세요. 섬유는 절단을 할 수 있지만 CO2 레이저는 그렇게 할 수 없습니다.

파이버 레이저의 파장은 1.06미크론으로, 이는 CO2 레이저 빔보다 10% 더 작습니다. 파장이 훨씬 더 작은 파이버 레이저는 반사 물질에 훨씬 더 쉽게 흡수되는 빔을 생성합니다. CO2 레이저는 이러한 재료의 표면에서 반사될 가능성이 훨씬 더 높습니다. 이 때문에 파이버 레이저 절단기는 황동, 구리 및 기타 반사 재료를 절단할 수 있습니다. 재료에서 반사되는 CO2 레이저 빔은 기계의 절단 렌즈뿐만 아니라 전체 빔 경로도 손상시킬 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 빔 경로에 광섬유 케이블을 사용하면 이러한 위험이 제거됩니다.

물론, 파이버 레이저는 유지 관리 측면에서 그다지 주의가 필요하지 않습니다. CO2 레이저 절단기에 필요한 거울 청소 및 벨로우즈 점검이 필요하지 않습니다. 냉각을 위해 깨끗한 냉각수를 얻고 공기 필터를 정기적으로 교체하는 한 파이버 레이저 자체에는 예방적 유지 관리가 필요하지 않습니다.

또 다른 고려 사항은 서류 가방 크기의 광섬유 레이저 모듈로, 중복성을 허용합니다. 하나의 모듈에 문제가 있으면 공진기가 완전히 종료되지 않습니다. 광섬유 레이저는 수리가 완료될 때까지 다운 모듈을 지원하기 위해 다른 모듈이 일시적으로 더 많은 전력을 생산할 수 있다는 점에서 중복됩니다. 그런데 수리는 현장에서 수행할 수 있습니다. 어떤 경우에는 광섬유 공진기가 수리가 완료될 때까지 감소된 전력을 계속 생산할 수 있습니다. 불행하게도 CO2 공진기에 문제가 있는 경우 전력 감소 모드뿐만 아니라 전체 공진기가 작동 중지됩니다.