레이저 절단 공급업체

레이저 절단기 고에너지 레이저 빔을 작업물 표면에 집중시켜 밀리초 내에 재료를 국부적으로 녹이거나 기화하거나 연소시키는 열 재료 제거 프로세스입니다. 고압 보조 가스(산소, 질소 또는 압축 공기)가 절단면에서 녹거나 기화된 재료를 배출하여 깨끗하고 정밀하게 윤곽이 잡힌 절단 가장자리를 남깁니다. 전체 작업이 CNC로 제어되므로 커팅 헤드는 툴링 접촉 없이 부품에 기계적 힘을 가하지 않고 절단 폭을 좁혀 프로그래밍된 2D 경로 또는 3D 윤곽을 추적합니다. 0.1mm .

오늘날의 레이저 절단기 설치 범위는 박판 작업장을 위한 소형 1.5kW 광섬유 레이저 시스템부터 생산 환경에서 최대 40mm 두께의 탄소강을 절단할 수 있는 갠트리 스타일 30kW 기계까지 다양합니다. 이 기술의 정밀도, 속도 및 재료 다양성이 결합되어 전 세계적으로 평판 금속 프로파일링을 위한 지배적인 절단 공정이 되었습니다. 전 세계 레이저 절단기 시장 가치는 50억 달러 이상이며 파이버 레이저 비용이 계속 떨어지면서 꾸준히 성장하고 있습니다.

레이저 절단기의 물리학

레이저 에너지가 재료와 어떻게 상호 작용하는지 이해하면 다양한 재료와 두께가 레이저 절단기에 다르게 반응하는 이유와 공정 매개변수 선택이 왜 그렇게 중요한지 설명하는 데 도움이 됩니다.

에너지 흡수와 파장의 역할

표면을 향한 모든 레이저 에너지가 흡수되는 것은 아닙니다. 반사율은 반사되는 양과 열로 변환되는 양을 결정합니다. 10.6 µm의 CO2 레이저 파장에서 대부분의 금속은 반사율이 높은 반면(구리는 98% 이상 반사), 비금속은 효율적으로 흡수합니다. 1.06 µm의 파이버 레이저 파장에서는 금속 흡수율이 훨씬 더 높습니다. 강철은 금속을 흡수합니다. 35~40% , 스테인레스 스틸 40~50% , 심지어 구리도 대략 흡수합니다. 5~10% —충분한 레이저 출력으로 안정적인 절단이 가능합니다. 이러한 파장 이점은 파이버 레이저가 금속 절단용 CO2 레이저를 대체한 이유입니다.

초점 위치와 절단 품질에 미치는 영향

재료 표면을 기준으로 한 초점 위치는 절단 폭과 절단면 품질을 직접적으로 제어합니다. 얇은 시트용( 3mm 미만 ), 초점은 일반적으로 초기 재료 유입 지점에서 출력 밀도를 최대화하기 위해 상단 표면이나 약간 위에 설정됩니다. 두꺼운 판의 경우 초점이 설정됩니다. 윗면 아래 재료 두께의 1/3 ~ 1/2 , 레이저 빔이 전체 재료 깊이에 걸쳐 충분한 강도를 유지하도록 보장합니다. 잘못된 초점 위치는 절단 표면이 거칠고 드로스가 과도하게 형성되는 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.

절삭 속도와 출력 밀도의 균형

주어진 레이저 출력과 재료 두께에 대해 최적의 절단 속도 창이 있습니다. 너무 느림: 과도한 열 입력으로 인해 커프가 넓어지고 HAZ가 증가하며 드로스가 다시 응고됩니다. 너무 빠름: 에너지가 부족하면 전체 두께가 녹아 불완전한 절단이 발생하거나 절단면에 거친 줄무늬가 생깁니다. 6kW 섬유 레이저 절단기 6mm 탄소강과 산소는 일반적으로 최적으로 작동합니다. 3.5~5.5m/분 ; 이 범위를 20% 벗어나면 가장자리 품질이 크게 저하됩니다.

재료별 레이저 절단기 지침

레이저 절단기의 경제성: 부품당 비용 분석

실제 비용 구조 이해 레이저 절단기 제조업체가 대체 프로세스에 대해 ROI를 평가하고 운영 결정을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

주요 비용 구성요소

• 기계 감가상각: 중간급 6kW 파이버 레이저 절단기(3,000 × 1,500mm 테이블)의 가격은 일반적으로 USD 200,000~350,000입니다. 연간 4,000시간 운영으로 10년에 걸쳐 상각되며, 감가상각비는 대략 다음과 같습니다. 운영 시간당 USD 5~9 .
• 에너지 비용: 6kW 기계는 총 약 15~20kW(냉각기, 압축기, 추출 포함)를 소비합니다. USD 0.12/kWh에서 에너지 비용은 시간당 USD 1.80~2.40 —동등한 출력의 플라즈마 절단보다 훨씬 낮습니다.
• 보조 가스 비용: 고압(12~20bar)의 질소는 스테인리스 및 알루미늄 절단 시 가장 큰 소모품 비용입니다. 질소로 3mm 스테인레스를 절단하는 6kW 기계는 대략 30~50m³/시간 ; USD 0.15~0.25/m³(대량 질소)에서는 시간당 USD 4.50~12.50입니다. 탄소강의 산소 절단 비용은 시간당 가스 소비량의 약 10배 적습니다.
• 노즐 및 렌즈 유지 관리: 절단 노즐(개당 USD 5-15)은 재료에 따라 일반적으로 절단 시간이 8-40시간 지속됩니다. 보호 렌즈(USD 50~200)는 200~500시간 동안 지속됩니다. 이러한 소모품 비용은 일반적으로 운영 시간당 USD 1~3 .

비용 레버로서의 중첩 효율성

판금 레이저 절단기의 경우 재료 비용은 일반적으로 전체 부품 비용의 60~80% . 시트의 부품 레이아웃을 최적화하는 네스팅 소프트웨어는 재료 활용도를 70%(간단한 수동 네스팅)에서 85~92% (잔재물 관리를 통한 자동화된 배열), 레이저 공정 자체를 변경하지 않고도 부품당 비용을 15~25% 직접 절감합니다.

튜브 및 프로파일 레이저 절단기

평판 레이저 절단기가 가장 일반적인 응용 분야인 반면, 4~6축 시스템의 절단 헤드를 통해 공작물을 회전하고 전진시키는 튜브 및 프로파일 레이저 절단기는 레이저 정밀도를 원형 튜브, 사각형 섹션, 직사각형 섹션 및 구조적 프로파일로 확장합니다.

• 안장 절단 및 대처 조인트: CNC가 튜브를 회전하고 전진시키는 동안 레이저는 안장 절단의 복잡한 곡선 형상을 추적하여 수동 연삭이 필요 없는 정밀하게 맞는 튜브 간 연결을 생성합니다. 장착 정확도 ±0.3mm 새들 컷의 용접 간격 변화를 줄이고 구조용 튜브 조립품의 용접 품질을 향상시킵니다.
• 슬롯 및 구멍 절단: 직사각형 슬롯, 둥근 구멍, 직사각형 개구부 및 복잡한 패턴은 튜브 길이를 따라 그리고 원주 주변의 어떤 위치에서든 튜브 벽을 통해 절단될 수 있으므로 기존 장비에서 별도의 드릴링 또는 밀링 작업이 필요한 내장 연결 기능을 갖춘 구조 부재가 가능합니다.
• 생산성: 튜브 레이저 절단기는 아래에서 8가지 절단 작업(길이 절단 7가지 기능)으로 표준 6미터 구조 단면을 처리할 수 있습니다. 3분 , 동등한 수동 톱질, 드릴링 및 연삭 작업의 경우 15~40분이 소요되는 것과 비교됩니다.

소프트웨어 및 자동화 통합

완전한 생산성 잠재력 레이저 절단기 이는 기계가 주변 디지털 작업 흐름과 통합될 때만 실현됩니다.

• CAD/CAM 및 네스팅 소프트웨어: DXF 또는 DWG 부품 형상을 네스팅 소프트웨어로 직접 가져옵니다. 이 소프트웨어는 자동으로 시트에 부품을 배열하고, 절단 프로그램을 생성하고, 자재 활용도, 스크랩 무게 및 예상 절단 시간을 계산하므로 수동 프로그래밍이 필요 없고 작업 설정 시간이 몇 시간에서 몇 분으로 단축됩니다.
• 자동화된 시트 로딩/언로딩: 팔레트 교환기(2~10매 팔레트 저장)를 사용하면 기계가 절단하는 동안 작업자가 시트를 미리 로드할 수 있으므로 거의 연속적인 작업이 가능합니다. 자동화된 자재 취급 로봇을 갖춘 타워 보관 시스템이 지원할 수 있습니다. 무인 야간 생산 20~50장의 시트 팔레트를 저장하고 야간 근무 내내 자동으로 시트를 기계에 공급합니다.
• 정렬 및 부품 제거: 자동 분류 시스템은 흡입 컵이나 자석 그리퍼를 사용하여 뼈대에서 절단된 부품을 들어 올려 라벨이 붙은 상자나 컨베이어 레인에 넣습니다. 이를 통해 작업 사이에 작업자의 개입 없이 원시 시트에서 분류된 완성 부품까지 완전 자동화된 부품 흐름이 가능합니다.

레이저 절단기에 대한 일반적인 질문

레이저 절단 가장자리에 줄무늬(선)가 나타나는 원인은 무엇입니까?

줄무늬는 보조 가스에 의해 용융물이 커프에서 배출될 때 용융물 흐름의 진동으로 인해 발생하는 절단면의 주기적인 표면 표시입니다. 산소가 함유된 탄소강의 경우 두꺼운 재료(8mm 이상)에서는 약간의 줄무늬가 있는 것이 정상입니다. 스테인리스 및 질소 함유 알루미늄에서 줄무늬는 공정 매개변수 편차의 징후입니다. 일반적으로 절단 속도가 약간 높거나, 가스 압력이 너무 낮거나, 초점 위치가 잘못되었습니다. 최적의 창 내에서 이러한 매개변수를 조정하면 일반적으로 눈에 보이는 줄무늬가 제거되어 대부분의 응용 분야에서 절단 후 마무리 요구 사항이 0으로 줄어듭니다.

레이저 절단기는 아연 도금 또는 코팅된 판금을 어떻게 처리합니까?

용융 아연 도금 강철(Z275 코팅, ~20μm 아연 층)은 압축 공기 보조 가스를 사용하여 레이저 절단할 수 있습니다. 이는 과도한 연기 발생 없이 아연이 풍부한 용융물을 산화하고 배출하는 데 도움이 됩니다. 사전 도장된(프라이머 코팅된) 강철 및 분말 코팅된 재료도 절단할 수 있지만 무거운 유기 코팅(80μm 이상)은 가장자리 연소를 유발하고 연기 추출 요구 사항을 증가시킬 수 있습니다. 모든 경우에 레이저 절단기 공정은 코팅 제거가 필요하지 않습니다. 절단 전 – 코팅 준비가 종종 필요한 플라즈마 및 화염 절단에 비해 상당한 이점이 있습니다.

레이저 절단기는 소량 배치 및 프로토타입 생산에 적합합니까?

그렇습니다. 레이저 절단기는 단단한 툴링이 필요하지 않기 때문에 소규모 배치 및 프로토타입 작업을 위한 가장 경제적인 프로세스 중 하나입니다. DXF 파일을 업로드하고 시트에 중첩하여 새로운 부품 형상이 도입됩니다. 첫 번째 부분은 이내 절단 가능 CAD 파일 수신 후 10~30분 . 다이 비용, 설치 리드 타임, 최소 주문 수량 등이 없기 때문에 레이저 절단기는 모든 산업 분야에서 판금 부품의 표준 프로토타입 제작 방법이 되었습니다.

표면 오염을 방지하려면 레이저 절단 부품을 어떻게 처리해야 합니까?

레이저로 절단된 스테인리스 스틸 부품은 지문 오염을 방지하기 위해 깨끗한 장갑이나 흡입 컵 리프터를 사용하여 다루어야 합니다(지문에서 철분이 묻어 녹 얼룩이 발생함). 산소로 절단된 탄소강 부품은 절단 가장자리에 얇은 산화철 층을 형성하며, 도장 또는 아연 도금 전에 기계적 브러싱이나 산세척으로 제거해야 합니다. 질소로 절단된 알루미늄 부품은 깨끗하고 산화물이 없는 표면을 갖고 있어 추가 표면 준비 없이 즉시 양극 산화 처리할 수 있습니다.