고출력 레이저 커터: 금속 절단의 미래 트렌드?

중공업의 꾸준한 성장과 함께 레이저 절단 기술은 얇은 판재 절단에서 크고 두꺼운 판재 절단으로 발전했습니다.

레이저 커팅은 이제 고출력 시대에 접어들었습니다.

이 새로운 시대에는 산업 제조에서 금속판 절단에 더 높은 정확도, 속도 및 두께가 요구됩니다. 그 결과 레이저 커팅 기계가 지속적으로 증가하고 있습니다.

산업적 관점에서 볼 때 고출력 레이저 절단기는 자연스러운 발전일 뿐만 아니라 산업 발전의 전반적인 추세와도 일치합니다.

01 서문

에서 판금 가공 산업에서 레이저 절단기의 장점은 매우 중요합니다. 높은 정밀도, 속도 및 품질로 인해 기존의 가공 방법을 점진적으로 대체하고 절단용 주요 장비로 자리 잡았습니다. 판금.

레이저 절단기의 등장 이후, 레이저 절단기의 사용은 파이버 레이저 절단 기계가 YAG 및 CO2 기계를 능가하면서 고출력 레이저 절단기를 선호하는 추세가 나타났습니다. 이러한 고출력 기계는 두꺼운 판재를 절단하고 절단 효율을 높이는 데 표준이 되었습니다.

최근 레이저 절단 분야에서 고출력 레이저 절단기가 인기를 끌면서 많은 기업이 10,000와트 이상의 출력을 가진 파이버 레이저 절단 장비를 도입하고 있습니다.

판금 가공 산업의 경우, 고출력 절단기의 도입으로 판재의 두께와 효율성이 크게 향상되었습니다. 금속 절단. 이 기계들은 재료 절단 두께의 한계를 끊임없이 뛰어넘고 있습니다.

이는 후판 가공 비용의 감소와 결합하여 긍정적인 사이클을 만들어 내고 레이저 절단 애플리케이션.

02 고출력 레이저 절단기에 대한 간략한 소개

(1) 고출력 절단기 도입

레이저 절단기는 출력에 따라 저출력, 중출력, 고출력의 세 가지 카테고리로 분류할 수 있습니다.

저전력 레이저 절단기는 다음에 적합합니다. 스테인리스 스틸 절단 및 일반적인 두께의 탄소강을 사용합니다.

고출력 레이저 절단기는 두꺼운 판재를 절단하고 절단 효율을 극대화하는 데 이상적입니다.

그 결과, 레이저 절단기는 레이저 파워 출력 10,000와트 이상의 레이저 커팅기를 일반적으로 고출력 레이저 커팅기라고 합니다. (그림 1 참조)

그림 1 고출력 레이저 절단기

(2) 파이버 레이저 출력 사양

레이저 절단 대상인 금속판의 다양한 두께에 따라 고출력 레이저에 사용되는 파이버 레이저의 출력 사양이 달라집니다.전력 절단기 도 달라져야 합니다.

현재 금속 가공 시장의 트렌드를 보면 표 1에서 볼 수 있듯이 대기업, 중견기업, 중소기업이 점차 다양한 사양으로 업그레이드하고 있습니다.

표 1 고출력 파이버 레이저의 사양

(3) 사용 가스 사양

고출력 레이저 절단기가 작동할 때는 절단 정확도, 속도 및 절단 품질을 유지하는 것이 중요합니다. 이러한 이점을 달성하려면 사용되는 산소의 순도가 보통 99.99%의 고순도여야 합니다.

03 고출력 레이저 절단기의 특징

3.1 기술 혁신

(1) 동적 성능이 향상된 고속 커팅 머신

10000와트 파이버 레이저가 장착된 이 공작 기계는 다음과 같은 이점을 제공하는 새로운 삼각형 빔 구조를 갖추고 있습니다:

무게가 30% 감소하여 동적 성능이 향상되었습니다.

최대 이동 속도는 200m/분이며 가속도는 4G입니다.

공작기계의 고정 모드를 변경하고 고가속이 성능에 미칠 수 있는 영향을 제거하기 위해 베이스의 무게를 약 20% 증가시켰습니다.

(2) 새로운 소프트웨어 시스템

공작 기계의 소프트웨어와 제어 시스템은 두뇌이자 명령 센터 역할을 합니다. 하드웨어를 업그레이드하면 추가적인 이점을 얻을 수 있지만 기계 성능의 주요 차이점은 소프트웨어와 제어 시스템에 있으며, 이는 크게 달라질 수 있습니다.

(3) 100M / 분의 속도로 안정적인 절단을 실현할 수 있습니다.

정전식 센서의 반응 속도는 기존 커팅 헤드보다 3배 빠릅니다.

Z축 속도가 빨라져 더 부드러운 논스톱 작동이 가능해졌습니다. 이로 인해 30% 이상 증가했습니다. 시트 절단 효율성, 향상된 도약 기능, 향상된 가속 적응 기능을 제공합니다.

신속한 천공, 정밀 천공, 원격 진단 기능을 개선하고 지능형 인터페이스를 추가하여 '인더스트리 4.0' 기능을 쉽게 구현할 수 있도록 했습니다.

3.2 커팅 헤드의 특성

고출력 커팅 헤드는 지속적인 고출력 작업 시 안정성을 보장하는 핵심 부품입니다. 특징

개선된 밀봉과 강화된 냉각 시스템, 더 넓어진 초점 범위와 고온 내성 렌즈.

고출력으로 인한 초점 드리프트 문제 극복하기 위해 열 렌즈 효과를 위해 고출력 커팅 헤드는 새로운 가스 경로 설계 구조를 채택하고 노즐을 새로운 디자인으로 교체하여 절단 속도와 안정성을 모두 향상시켰습니다.

3.3 고출력 레이저 커팅 기능

(1) 후판 절단 두께가 증가하고 있습니다.

고출력 커팅 헤드는 지속적인 고출력 작업 시 안정성을 보장하는 핵심 부품입니다. 특징

개선된 밀봉과 강화된 냉각 시스템, 더 넓어진 초점 범위와 고온 내성 렌즈.

장시간 사용 시 고출력 열 렌즈 효과로 인한 초점 드리프트 문제를 극복하기 위해 고출력 커팅 헤드는 새로운 가스 경로 설계 구조를 채택하고 노즐을 새로운 디자인으로 교체하여 절단 속도와 안정성을 모두 향상시켰습니다.

그림 2 두꺼운 판재 절단용 공작물

(2) 절단 시 박판의 효율성 증대

두께 3~10mm의 스테인리스 강판을 절단할 경우, 10000W 레이저 절단기의 절단 속도는 6000W 장비의 2배 이상입니다.

탄소강의 절단 응용 분야에서 10000W 레이저 절단기는 일반 표준 절단 속도의 두 배인 18 ~ 20mm / s의 속도로 빠르고 밝은 표면 절단을 달성 할 수 있습니다.

최대 12mm 두께의 탄소강판도 압축 공기나 질소를 사용하여 절단할 수 있어 산소 사용 시보다 절단 효율이 6~7배 이상 높습니다.

3.4 침대 특성

(1) 장비에는 슈퍼 하중지지 기계 구조가 장착되어 있습니다.

고출력 절단기는 최소 인장 강도가 200MPa인 플레이크 흑연 주철을 사용하여 단일 조각으로 주조된 주철 베드를 특징으로 합니다. 그 결과 다음과 같은 면에서 크게 개선되었습니다. 탄소 함량압축 강도, 진동 감쇠 및 내마모성(그림 3 참조).

그림 3 머신 베드

(2) 주철 침대의 특성

베드 윤활 성능이 우수하고 부식에 강하며 치수 안정성이 뛰어나 베드 진동으로 인한 가공 오차를 최소화합니다.

그 결과 사용 중 장비 손실이 감소하고 안정성 계수가 30% 이상 향상됩니다. 품질 정확도도 30% 이상 향상되고 침대의 수명이 70년 이상 연장됩니다.

3.5 자동 노즐 교체

(1) 수동 노즐 교체 모드

절단할 때는 절단할 재료의 두께와 유형에 따라 노즐을 교체해야 합니다.

과거에는 노즐 교체가 수동으로 이루어졌기 때문에 시간이 많이 걸리고 기술자의 반복적인 노력이 필요할 뿐만 아니라 교체 후 정확성과 안정성을 보장하기 어려웠습니다.

노즐을 안전하고 정확하게 교체하면서 효율적이고 빠르게 교체할 수 있는 방법을 찾는 것은 레이저 절단 분야의 기술적 과제입니다.

(2) 자동 노즐 교체 기술

고출력 레이저 커팅기는 자동 노즐 교체 기능이 있습니다.

자동 노즐 교체와 같은 여러 기능을 자랑합니다, 레이저 헤드 보정 및 노즐 세척을 자동화하여 수작업의 필요성을 줄여줍니다.

노즐을 교체하려면 터치스크린에서 적절한 명령을 조작하기만 하면 됩니다.

이 자동 노즐 교체 기술의 장점은 다음과 같습니다:

1. 노즐 교체 시 노동 강도가 감소하고 위치 정확도와 안정성이 향상됩니다.
2. 재료와 판 두께에 따라 노즐 모델과 사양을 자동으로 조정할 수 있는 고급 제어 시스템으로 수동 교체 프로세스를 간소화하고 생산 효율성을 높입니다.
3. 자동 노즐 교체 시스템의 완전 밀폐형 보호 설계는 노즐 장비와 작업자 모두에게 안전한 환경을 제공합니다.

3.6 번개 천공 및 제한 구멍 형성

(1) 번개 천공

짧은 천공 시간, 낮은 열 초점 에너지, 안정적인 시작점, 서보 시스템의 안정성 유지 등의 이점이 있어 최적의 절단 성능을 제공합니다.

번개 천공의 장점은 표 2에 나와 있습니다.

(2) 리미트 홀

레이저 절단 업계에서는 오랫동안 판의 두께에 따라 절단 구멍의 최소 직경이 결정된다고 여겨 왔습니다.

그러나 고출력 레이저 절단기를 사용하면 그림 4에서 볼 수 있듯이 판 두께의 0.15배까지 낮은 비율로 훨씬 더 작은 구멍 지름을 얻을 수 있습니다.

그림 4 최소 홀 절단 샘플

04 고출력 레이저 절단기의 장점

(1) 빠른 속도

그리고 레이저 절단 속도 이 20m/min을 넘어섰습니다. 가공 절단기의 2축 이동 속도는 최대 250m/min에 달할 수 있으며 작동 중 가속도는 약 10g입니다.

(2) 높은 정밀도

직경 약 10mm의 작은 구멍을 위해 1mm 두께의 판재를 분당 약 500조각으로 절단할 수 있습니다. 이 절단 공정은 구멍 사이의 오차를 최소화합니다.

(3) 두꺼운 판을 향해 전개

고출력 레이저 절단기의 출력은 점차 증가하고 있으며 후판의 크기도 증가하고 있습니다.

(4) 대형화를 향한 발전

레이저 커팅 기술의 가공 크기 범위도 점점 커지고 있으며, 레이저 커팅 기술은 대형화 방향으로 발전하기 시작했습니다.

(5) 자동 무인

자동 및 무인 레이저 커팅 기술을 발전시키는 것은 매우 중요하고 시급한 과제입니다.

컴퓨터 네트워크 기술의 통합으로 레이저 커팅은 완전 자동 무인 공정으로 변모했습니다.

이 기술에 대한 시장의 수요가 증가함에 따라 레이저 커팅의 완전 자동화에 대한 필요성이 커지고 있습니다.

(6) 지능화

인더스트리 4.0의 기술적 요구에 따라 지능형 제조의 속도를 따라가세요. 이 접근 방식은 정밀한 그래픽 인식 기술과 사용자 친화적인 인터페이스를 활용하여 인간과 컴퓨터의 원활한 상호 작용을 지원합니다.

레이저와 컴퓨터 제어, 수치 제어 기술, 광학 시스템, 고정밀 자동 위치 결정 장치, 자동 배출, 절단 공정 데이터베이스, 원격 고장 진단 및 원격 제어와 같은 통합 기능을 결합하여 대량 및 복잡한 부품을 효율적으로 가공할 수 있습니다.

마지막 한마디

(1) 고전력 장비 개발

레이저 절단은 절단 가공에서 이상적인 방법으로 간주되며 현대 금속 가공 기술의 발전을 나타냅니다. 현재 고출력 레이저 절단기는 고속, 고정밀, 대형, 3차원 절단 및 특수 재료 절단과 같은 분야에서 고출력 레이저 절단의 기술 발전을 주도하고 증가하는 시장 수요를 충족하기 위해 주요 연구 개발을 진행하고 있습니다.

(2) 고전력 장비 선택

고출력 레이저 절단 장비를 선택할 때 기업은 절단 속도와 정확도 외에도 최대 출력 연속 절단의 안정성과 일관성, 공작 기계의 속도 일치 능력, 공작 기계의 고급 품질 및 정밀 수명 등 다양한 요소를 신중하게 고려해야 합니다.

고출력 레이저 절단 장비를 구매할 때 단순히 가격을 비교하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 이러한 유형의 장비는 높은 투자가 필요하므로 위험도도 높습니다.

따라서 고수익 레이저 커팅 시장에 진입할 때 기업은 관련된 위험을 인식하고 이해해야 합니다.