1. 절삭 속도
레이저 절단기 상담 시 많은 고객들이 절단 속도에 대해 문의합니다. 레이저 절단기는 고효율 장비이기 때문에 절단 속도는 고객의 주요 관심사 중 하나입니다. 하지만 가장 빠른 절단 속도가 레이저 절단 품질을 결정짓는 것은 아닙니다.
너무 빠르다절단 속도
a. 재질을 절단할 수 없습니다.
b. 절삭면은 사선 결을 나타내며, 공작물의 아랫부분에는 용융 자국이 발생합니다.
c. 거친 절삭날
절삭 속도가 너무 느립니다
a. 절삭면이 거칠어 과용융 상태
b. 절단 간격이 더 넓고 날카로운 모서리가 둥글게 다듬어집니다.
레이저 절단기의 절단 기능을 최대한 활용하려면 단순히 절단 속도만 묻는 것보다는, 미모워크(MimoWork)에 절단하려는 재료의 사양을 알려주시면 더욱 정확하고 책임감 있는 답변을 드릴 수 있습니다.
2. 핵심 사항
레이저 출력 밀도는 절단 속도에 큰 영향을 미치기 때문에 렌즈 초점 거리 선택은 매우 중요합니다. 레이저 빔 집속 후 레이저 스팟 크기는 렌즈의 초점 거리에 비례합니다. 초점 거리가 짧은 렌즈로 레이저 빔을 집속하면 레이저 스팟 크기가 매우 작아지고 초점에서의 출력 밀도가 매우 높아져 재료 절단에 유리합니다. 하지만 초점 심도가 짧아 재료 두께에 대한 조정 여유가 제한적이라는 단점이 있습니다. 일반적으로 초점 거리가 짧은 렌즈는 얇은 재료를 고속으로 절단하는 데 더 적합합니다. 반면 초점 거리가 긴 렌즈는 초점 심도가 넓어 충분한 출력 밀도만 확보된다면 폼, 아크릴, 목재와 같은 두꺼운 공작물을 절단하는 데 더 적합합니다.
사용할 초점 거리 렌즈를 결정한 후, 절삭 품질을 확보하기 위해서는 초점과 공작물 표면의 상대적 위치가 매우 중요합니다. 초점은 광량 밀도가 가장 높기 때문에 대부분의 경우 절삭 시 초점은 공작물 표면 바로 위 또는 약간 아래에 위치합니다. 전체 절삭 과정에서 안정적인 절삭 품질을 얻기 위해서는 초점과 공작물의 상대적 위치를 일정하게 유지하는 것이 중요합니다.
3. 공기 송풍 시스템 및 보조 가스
일반적으로 레이저 절단에는 보조 가스가 필요하며, 보조 가스의 종류와 압력이 주요 고려 사항입니다. 보통 보조 가스는 레이저 빔과 동축으로 분사되어 렌즈의 오염을 방지하고 절단면 바닥의 슬래그를 제거합니다. 비금속 재료 및 일부 금속 재료의 경우, 압축 공기 또는 불활성 가스를 사용하여 용융 및 증발된 재료를 제거하고 절단면에서의 과도한 연소를 억제합니다.
보조 가스 공급을 확보한다는 전제 하에, 가스 압력은 매우 중요한 요소입니다. 얇은 재료를 고속으로 절삭할 때는 슬래그가 절삭면 뒷면에 달라붙는 것을 방지하기 위해 높은 가스 압력이 필요합니다 (뜨거운 슬래그가 공작물에 닿으면 절삭면을 손상시킬 수 있습니다). 재료 두께가 증가하거나 절삭 속도가 느려지면 가스 압력을 적절히 낮춰야 합니다.
4. 반사율
CO2 레이저의 파장은 10.6μm로, 비금속 재료의 흡수율이 높습니다. 하지만 CO2 레이저는 금속 절단, 특히 금, 은, 구리, 알루미늄 등 반사율이 높은 금속 재료 절단에는 적합하지 않습니다.
재료의 열빔 흡수율은 가열 초기 단계에서 중요한 역할을 하지만, 공작물 내부에 절삭 구멍이 형성되면 구멍의 흑체 효과로 인해 재료의 열빔 흡수율이 거의 100%에 가까워집니다.
재료 표면 상태는 빔 흡수에 직접적인 영향을 미치며, 특히 표면 거칠기가 큰 영향을 줍니다. 표면 산화층은 표면 흡수율에 뚜렷한 변화를 일으킵니다. 레이저 절단 실제 공정에서 재료 표면 상태가 빔 흡수율에 미치는 영향을 활용하면 절단 성능을 향상시킬 수 있습니다.
5. 레이저 헤드 노즐
노즐 선택이 부적절하거나 유지 관리가 제대로 되지 않으면 오염이나 손상이 발생하기 쉽습니다. 또한 노즐 입구의 원형도가 불량하거나 고온 금속 비산으로 인한 부분적인 막힘이 발생하면 노즐 내부에 와전류가 형성되어 절단 성능이 크게 저하될 수 있습니다. 때로는 노즐 입구가 집속 빔과 일직선이 되지 않아 빔이 노즐 가장자리를 절단하는 경우도 있는데, 이는 절단면 품질 저하, 슬릿 폭 증가, 절단 크기 편차 등의 문제를 야기할 수 있습니다.
노즐의 경우, 두 가지 사항에 특히 주의를 기울여야 합니다.
a. 노즐 직경의 영향.
b. 노즐과 공작물 표면 사이의 거리가 미치는 영향.
6. 광 경로
레이저에서 방출된 원래 빔은 외부 광경로 시스템을 통해 (반사 및 투과를 포함하여) 전달되어 매우 높은 출력 밀도로 공작물의 표면을 정확하게 비춥니다.
외부 광경로 시스템의 광학 요소는 정기적으로 점검하고 적시에 조정해야 합니다. 이는 절단 토치가 공작물 위를 지나갈 때 광선이 렌즈 중앙으로 정확하게 전달되어 작은 점으로 집속되어 고품질의 공작물 절단이 가능하도록 하기 위함입니다. 광학 요소의 위치가 변경되거나 오염되면 절단 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 절단 작업 자체가 불가능해질 수도 있습니다.
외부 광경로 렌즈는 공기 흐름 속의 불순물로 오염되거나 절삭 부위에서 튀는 입자에 의해 접착되거나, 또는 렌즈 냉각이 충분하지 않으면 과열되어 빔 에너지 전달에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 광경로의 평행도 편차를 유발하여 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 렌즈 과열은 초점 왜곡을 일으키고 심지어 렌즈 자체를 손상시킬 수도 있습니다.
CO2 레이저 절단기의 종류와 가격에 대해 자세히 알아보세요.
게시 시간: 2022년 9월 20일