펜실베니아 금속 가공업체가 초고속 레이저 출력으로 절단하는 방법

Jun 03, 2023

펜실베니아의 한 금속 제조 공장에는 두 대의 레이저 절단기가 있는데, 각각 15kW와 20kW의 절단 능력을 갖고 있다는 사실을 깨닫기 전까지는 전혀 특별할 것이 없습니다. 제공된 이미지

높은 레이저 절단 능력에 대한 금속 제조 산업의 비즈니스 사례는 수년에 걸쳐 발전해 왔습니다. CO2 레이저 절단 초기에는 출력이 높을수록 더 빠르고 두껍게 절단할 수 있습니다. 특히 맞춤형 제작업체의 경우 고출력 레이저가 작업장의 역량을 확장하여 새로운 고객과 시장에 대한 문을 열었습니다.

그러다가 2000년대 후반에 광섬유 레이저와 완전히 새로운 야구 게임이 등장했습니다. 얇은 재료를 절단할 때 파이버 레이저는 비슷한 출력의 CO2 주위를 돌 수 있습니다. 파이버 레이저는 업계의 절단 능력을 엄청나게 끌어올려 많은 상점이 야수를 먹이는 데 어려움을 겪었습니다. 물론 공장에서는 자재 취급을 자동화할 수 있지만, 그렇더라도 매우 빠르게 절단하는 레이저는 특히 굽힘 및 용접과 같은 다운스트림 프로세스를 압도할 수 있습니다. 이는 주문에서 배송까지의 처리량에 관한 것입니다. 만약 작업장이 병목 현상을 하류로 밀어내기 위해 절단 능력을 강화한다면, 그 절단 능력이 다 무슨 소용이 있을까요?

밝혀진 바에 따르면 이러한 모든 가정은 최적의 처리량을 육성하는 데 필요한 체스와 같은 전략을 지나치게 단순화할 수 있습니다. 특히 10, 15, 심지어 20kW의 광섬유 레이저 절단 전력을 설치한 작업에 대해 자세히 살펴보면 더욱 그렇습니다.

대표적인 예인 Raytec LLC는 더 높은 절삭력에서 많은 장점을 발견했습니다. 작업 현장에는 두 개의 광섬유 레이저가 있는데, 하나는 15kW이고 다른 하나는 20kW입니다. 제작자가 그렇게 엄청난 절삭력에 투자한 이유를 이해하려면 처리량 체스판을 자세히 살펴봐야 합니다.

Raytec의 소유주 중 한 명인 Glen Zimmerman은 수년간 고출력 레이저 절단에 주목해 왔습니다. "레이저 절단에서는 최신 상태를 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 게임에서 벗어날 수 있습니다."라고 Zimmerman은 말했습니다. "기술은 너무 빠르게 발전하고 있습니다."

그는 자랑하기 위해 높은 레이저 출력을 고려한 것이 아니라 기술이 매장의 전반적인 성장 전략에 적합했기 때문입니다. Zimmerman의 할아버지는 1956년에 작은 공장 상점으로 Raytec을 설립했습니다(상점 이름은 Zimmerman의 아버지인 Raymond의 이름을 따서 명명되었습니다). 이 회사는 주거용 홈통 부품부터 낙농장과 돼지 농장에서 사용되는 특수 카트에 이르기까지 건축 및 농업 산업을 위한 제품을 제공하면서 성장했습니다.

회사의 CNC 제조 장비 컬렉션이 늘어남에 따라 작업장 작업에 대한 수요도 늘어났습니다. 현재 이 회사의 펜실베니아주 뉴 홀랜드 공장에서는 자체 제품 라인에 필요한 판금 부품과 작업 현장 작업을 혼합하여 생산하고 있습니다. 인근 에프라타에 있는 공장과 미주리 지역에서 회사의 건축 제품 라인에 대한 스탬핑 및 롤 성형을 수행합니다.

건축 제품, 농업 제품, 작업장 작업 등 세 가지 사업을 모두 담당하는 New Holland 공장은 공간이 제한되어 있습니다. 1990년대 후반에 최초의 CO2 레이저 절단 기계를 구입한 이후 해당 공간에서 최대의 처리량을 확보하는 것이 매장의 장비 투자 전략을 주도했습니다. 2010년대에는 4kW 광섬유 레이저로 교체됐다. 그리고 2019년에 이 매장은 15kW 파이버 레이저를 구입하면서 처음으로 초고속 레이저 출력에 뛰어들었습니다. 2020년에 이 공장은 그 뒤를 이어 또 다른 광섬유 레이저를 출시했는데, 이 레이저는 모두 20kW입니다. 둘 다 Eagle 레이저 시스템입니다.

시트 및 플레이트 절단에서는 파이버 레이저 자체가 제약이 되지 않았습니다. 눈에 띄는 광섬유 레이저 출력은 수년간 특수 용접, 군사 및 기타 응용 분야에서 사용되어 왔습니다. 제약은 레이저 절단기 자체, 특히 레이저 절단 헤드였습니다.

커팅 헤드는 초고출력 레이저 커팅의 아킬레스 건이었습니다. 기계에는 견고한 프레임, 선형 드라이브 및 매우 높은 절단 속도가 있을 수 있지만 작업장에서 절단 헤드를 계속 사용하면 이러한 모든 이점이 사라집니다. 그리고 일반적으로 유지 관리가 부족해서가 아닙니다. 매우 높은 출력의 레이저 빔에는 매우 깨끗한 광학 장치가 필요합니다. 헤드 내부의 움직이는 구성 요소에서 떨어지는 극히 작은 파편과 같은 가장 작은 결함으로 인해 열이 통제할 수 없을 정도로 축적될 수 있습니다. 마찬가지로 보호 커버 유리를 지속적으로 교체해도 청결도나 처리량에 도움이 되지 않습니다. 커버 안경은 무료가 아닙니다.