레이저 조각 기술: 종합적인 개요
복잡한 디자인을 어떻게 금속 표면에 정밀하게 새겨 넣는지 궁금한 적이 있나요? 레이저 조각 기술은 집중된 레이저 빔을 사용하여 세밀한 패턴을 조각함으로써 이 프로세스를 혁신적으로 개선합니다....
고반사란 무엇인가요? 레이저 가공에서 고반사란 특정 재료가 특히 근적외선 스펙트럼에서 레이저 에너지의 낮은 흡수율과 높은 반사율을 보이는 현상을 말합니다. 이 속성은 다음과 같은 특징이 있습니다: 다양한 금속 원소의 흡수 계수는 반사율을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 흡수 계수가 낮은 재료 [...]
레이저 가공에서 높은 반사율은 특정 재료가 특히 근적외선 스펙트럼에서 레이저 에너지의 낮은 흡수와 높은 반사율을 나타내는 현상을 말합니다. 이 속성은 다음과 같은 특징이 있습니다:
다양한 금속 원소의 흡수 계수는 반사율을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 일반적인 금속의 흡수 계수를 보여주는 그림에서 볼 수 있듯이 흡수 계수가 낮은 재료는 입사된 레이저 에너지의 상당 부분을 반사하는 경향이 있습니다.
일반적인 레이저 가공 설정에서 공작물은 레이저 빔에 수직으로 배치되거나 약간의 경사각으로 배치되는 경우가 많습니다. 이러한 구성은 고반사 문제를 악화시켜 몇 가지 문제를 야기할 수 있습니다:
이러한 효과는 특히 알루미늄, 구리 또는 광택 스테인리스 스틸과 같이 반사율이 높은 재료로 작업할 때 레이저 가공 작업의 효율성과 안전에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 산업용 레이저 가공 분야에서는 역반사 방지 시스템 및 최적화된 빔 전달 광학 장치와 같은 특수 기술과 장비를 사용하는 경우가 많습니다.
반사율이 높은 재료를 가공할 때 반사된 레이저 빔이 시스템에 재진입하면 절단 또는 용접 헤드와 레이저 소스가 손상될 수 있습니다. 이러한 위험은 특히 고출력 파이버 레이저 시스템에서 두드러지게 나타나며, 반사되는 파워가 상당히 높아 손상 가능성이 높아집니다. 절단 작업 중 재료가 완전히 투과되지 않아 고출력 반사광이 레이저 캐비티로 다시 들어가 심각한 손상을 일으킬 수 있는 심각한 시나리오가 발생합니다.
이러한 위험을 완화하기 위해 레이커스 레이저의 R&D 팀은 고급 반사광 모니터링 기능으로 보완된 포괄적인 4단계 반사 방지 시스템을 개발했습니다. 이러한 다층적 접근 방식은 비정상적인 처리 조건에서 레이저 시스템을 실시간으로 보호합니다:
이러한 보호 조치는 레이저 시스템 내의 광학적 피드백을 지속적으로 분석하는 정교한 반사광 모니터링 시스템으로 강화됩니다. 고급 알고리즘이 이 데이터를 실시간으로 처리하여 비정상적인 반사가 감지되면 즉각적인 수정 조치를 취할 수 있습니다.
이러한 다각적인 접근 방식을 구현함으로써 레이커스 레이저는 특히 반사율이 높은 까다로운 재료를 가공할 때 고출력 파이버 레이저 시스템의 견고성과 신뢰성을 크게 향상시켰습니다. 이러한 혁신은 귀중한 레이저 장비를 보호할 뿐만 아니라 다양한 제조 공정에서 일관된 성능과 안전을 보장합니다.
레이커스 레이저가 설계한 QBH, QD 및 QP 광섬유 출력 헤드는 제어할 수 없는 반사광을 흡수 가능한 빛과 열로 효과적으로 변환하여 출력 헤드의 열 흡수 및 방출 능력을 개선하고 반사광이 내부 구성 요소에 미치는 영향을 최소화하도록 설계되었습니다.
에서 레이저 가공 시스템에서는 리턴 레이저가 출력 광케이블 헤드에 영향을 미쳐 발열이나 손상을 일으킬 수 있습니다. 출력 광 케이블의 안전을 보장하기 위해 그림과 같이 기본 리턴 광 제거 장치가 원래 디자인 위에 출력 광 케이블에 통합되어 있습니다.
광 케이블 끝에 추가된 고반사 방지 설계는 반사된 레이저의 대부분을 즉시 벗겨내어 레이저 내부 광학 구조의 손상을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 설계는 수냉식 냉각 시스템과 결합되어 벗겨진 레이저를 효과적으로 흡수하고 광 케이블의 출력 헤드에 미치는 열적 영향을 제거합니다.
다중 모듈 고출력 레이저 제품은 주로 빔 조합의 여러 단위 모듈을 사용하여 구성됩니다.
고반사 재료를 절단할 때 케이블의 1차 고반사 방지 설계를 통과한 후에도 일부 빛이 출력 광 케이블을 통해 빔 조합으로 역전송될 수 있습니다.
따라서 빔 조합 내 광학 장치 및 광 경로 설계의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 그림과 같이 2단계 고반사 방지 설계가 추가되었습니다.
리턴 레이저의 단계별 스트리핑은 고반사 방지 광학 장치의 안전을 보장하고 레이저의 광 경로 구조에 대한 리턴 레이저의 영향을 줄입니다.
유닛 모듈 내에 광학 공진기가 있기 때문에 저출력 리턴 레이저가 들어와 공진기에 의해 반복적으로 증폭되면 레이저의 광학적 안정성에 심각한 영향을 미치고 레이저 손상 가능성이 높아질 수 있습니다.
고출력 역방향 절단 시 레이저의 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위해 유닛 모듈에는 그림과 같이 광 경로 설계와 함께 고반사 방지 장치가 포함되어 있습니다.
고반사 소프트웨어 보호는 고반사 재료 가공 시 레이저에서 발생하는 강한 역반사가 레이저 광학 시스템에 유입되어 레이저 작동이 불안정해지거나 광학 장치가 손상될 경우 활성화되는 모니터링 및 보호 메커니즘을 말합니다.
고반사 방지 장치는 특정 반환 범위 내에서 레이저가 손상 없이 계속 작동하도록 보장할 수 있습니다. 레이저 파워 임계값을 초과하는 경우 여전히 손상 위험이 있습니다. 과도한 레이저 출력의 반환 시 레이저를 적시에 보호하기 위해 다중 모듈 고출력 레이저 제품에는 다중 소프트웨어 보호 설계가 추가되었습니다.
반환 광 파워가 높으면 반환된 레이저 중 일부는 원래 경로를 따라 출력 광 케이블로 다시 이동하고 나머지는 출력 광 케이블의 전면에 직접 영향을 미칩니다.
리턴 레이저 전송 및 모니터링 기능 통합 기술 연구를 통해 레이저 모니터링, 리턴 광 모니터링 등 여러 감지 기능을 광케이블 온도 모니터링에 통합하여 리턴 레이저를 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술을 개발했습니다.
반환 레이저 출력이 레이저의 용량을 초과하면 레이저가 꺼지고 손상을 방지하기 위해 즉시 알람이 울립니다. 이는 고객에게 가공에 문제가 있음을 알리는 역할도 합니다.
리턴 레이저에는 코어 레이저와 클래딩 레이저출력 광 케이블의 높은 보호 설계 외에도 빔 조합 내에 높은 감지 방지 모듈을 통합하여 역전송 레이저 출력을 모니터링하고 실시간으로 리턴 레이저 출력을 추적합니다.
이 고반사 감지 모듈은 코어 레이저와 클래딩 레이저를 모두 감지할 수 있어 클래딩 리턴 레이저만 모니터링할 경우 감지되지 않을 수 있는 코어 리턴 레이저로 인한 레이저 손상 위험을 효과적으로 줄여줍니다.
고반발 레이저가 발생하면 모듈이 레이저를 끄고 알람을 트리거하여 레이저의 안전과 신뢰성을 보장합니다.
적색 구리의 낮은 레이저 흡광도와 높은 열전도율로 인해 적색 구리 표면은 거울 상태를 유지하여 일정한 레이저 스트림이 광섬유 출력 헤드로 되돌아오게 됩니다. 이를 통해 새로운 광섬유 출력 헤드의 고반사 방지 기능을 평가할 수 있습니다.
적색 구리 절단 및 비정상 절단
레이커스 레이저는 적절한 작동을 통해 다음과 같은 고반사 물질을 효과적으로 절단할 수 있습니다. 알루미늄 플레이트, 황동 및 적색 구리를 사용하여 효율적인 절단과 바람직한 단면 효과를 얻을 수 있습니다.
고반사 비정상 처리 테스트는 레이저의 고반사 방지 기능을 평가하기 위해 수행됩니다.
빨간색 구리판에 앞뒤로 마킹을 하면 레이저가 판을 투과하지 못해 빛의 반사율이 높아집니다. 그럼에도 불구하고 레이저는 정상적으로 작동하여 레이커스 레이저의 강력한 고반사 방지 기능을 입증합니다.
신호 표시
고반사 테스트는 절단 공정 중에 고반사 모니터링 신호가 디스플레이 화면에 실시간으로 전송될 수 있음을 보여줍니다.
비정상적인 처리의 경우 고반사 신호를 모니터링할 수 있으며, 그 값은 레이저 임계값 이내로 유지됩니다.
반사율이 특정 임계값을 초과하면 기계 알람이 활성화되어 직원에게 오류 여부를 확인하도록 경고합니다.
공정 엔지니어는 반사율이 높은 재료를 절단할 때 다음과 같은 제안을 제공합니다:
(1) 황동, 적동 및 기타 재료를 절단할 때는 극단적인 속도를 피하고 적당한 속도를 유지하면서 약간의 공간을 남겨두는 것이 좋습니다.
(2) 적색 구리는 질소나 공기가 아닌 산소를 사용하여 절단해야 합니다.
다음과 같은 문제가 발생하면 즉시 기기를 중지하고 점검을 받아야 합니다:
(1) 하부 보호 미러의 오염.
(2) 고반사 절단 시 재료를 관통하지 못하는 경우.
(3) 고반사 절단 시 재료가 관통하지만 완전히 절단되지 않는 경우.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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