지식 대중화丨 레이저 절단기의 원리

2024-06-06

레이저 절단기는 기계 도구를 눈에 보이지 않는 레이저로 대체합니다. 절단 패턴에 국한되지 않는 고정밀, 빠른 절단, 재료 절약을 위한 자동 조판, 부드러운 절개, 낮은 가공 비용, 친환경 및 무공해 등의 특성을 가지고 있습니다. 레이저 절단의 원리를 자세히 살펴 보겠습니다.

먼저 레이저가 무엇인지 살펴볼까요? 레이저 소스란 무엇입니까?

레이저는 자연의 전기발광과 마찬가지로 자연 방사선에 의해 원자(분자 또는 이온 연)가 변형되어 발생하는 일종의 빛입니다. 레이저는 매우 가볍지만 일반 빛과는 분명히 다릅니다. 레이저는 처음에는 아주 짧은 시간 동안만 자연 방출에 의존하고 이후의 과정은 전적으로 자극 방사선에 의해 결정됩니다. 따라서 레이저는 색상이 매우 순수하고 발산하는 방향성이 거의 없으며 광도가 매우 높습니다. 레이저에는 방향성 발광, 매우 높은 밝기, 매우 순수한 색상, 매우 높은 에너지라는 네 가지 주요 특성이 있습니다. “가장 빠른 칼”, “가장 정확한 자”, “가장 밝은 빛”이라고도 불립니다.

레이저 소스는 높은 일관성, 높은 강도 및 높은 지향성의 특성을 가지고 있습니다. 레이저가 레이저광을 발생시킨 후 레이저광이 거울을 투과하여 집광거울을 통해 가공물에 조사되면서 가공물(표면)이 강한 열에너지를 받게 되어 온도가 급격하게 상승하게 됩니다.

그렇다면 레이저 절단이란 무엇입니까?

레이저 포커싱 후 발생하는 높은 출력 밀도 에너지를 적용하여 레이저 절단이 이루어집니다. 컴퓨터의 제어에 따라 레이저는 펄스로 방출되어 제어된 반복 고주파 펄스 레이저를 출력하여 특정 주파수와 특정 펄스 폭의 빔을 형성합니다. 펄스 레이저 빔은 광로를 통해 투과 및 반사되어 포커싱 렌즈 그룹을 통해 가공 대상물의 표면에 포커싱되어 미세한 고에너지 밀도 스폿을 형성합니다. 초점은 가공할 표면 근처에 위치하며, 가공된 소재는 순간적인 고온에서 녹거나 기화됩니다.

각각의 고에너지 레이저 펄스는 즉시 물체 표면에 작은 구멍을 냅니다. 컴퓨터 제어 하에서 레이저 가공 헤드와 가공된 재료는 미리 그려진 그래픽에 따라 연속적인 상대 운동과 도트를 수행하여 물체가 원하는 모양으로 가공됩니다.

레이저 절단기는 재료에 레이저를 집중시켜 재료가 녹는 점을 초과할 때까지 국부적으로 가열한 다음 동축 고압 가스 또는 생성된 금속 증기압으로 용융된 금속을 날려 버립니다. 빔과 재료가 서로에 대해 선형으로 이동함에 따라 구멍은 매우 좁은 슬릿으로 연속적으로 형성됩니다.

금속판 표면에 레이저빔을 조사할 때 방출되는 에너지에 의해 금속판이 녹고, 가스에 의해 슬래그가 날아가게 됩니다. 레이저 소스는 일반적으로 파이버 레이저 빔을 사용합니다. 렌즈와 반사경을 통해 레이저 빔은 매우 작은 영역에 집중됩니다. 에너지의 농도가 높으면 국부적으로 빠르게 가열되어 금속판이 녹게 됩니다.

또한, 레이저 방출 에너지가 매우 집중되어 있기 때문에 소량의 열만이 금속판의 다른 부분으로 전달되므로 재료 변형이 거의 발생하지 않습니다. 레이저를 사용하면 복잡한 모양의 블랭크도 매우 정확하게 절단할 수 있으며 절단된 블랭크는 추가 처리가 필요하지 않습니다.

오늘은 레이저 절단기의 원리를 소개하겠습니다. 금속 레이저 절단기의 세부 사항에 대해 더 알고 싶다면 저희에게 연락하십시오!