레이저 커팅의 정밀도와 효율성을 높이려면 올바른 파라미터가 필요합니다. 설정이 잘못되면 아무리 좋은 기계라도 결함이 있는 부품을 생산할 수 있습니다. 테이퍼, 버, 드로스, 넓은 커프, 열 색조는 파라미터가 잘못되었다는 일반적인 신호입니다. 주요 원인은 일반적으로 출력, 속도, 초점 또는 가스 흐름의 변화입니다.
좋은 소식은 이 문제를 해결할 수 있다는 것입니다. 간단한 단계별 프로세스를 따르면 설정을 이상적인 범위로 되돌릴 수 있습니다. 레이저 커팅 파라미터를 조금만 조정해도 큰 차이를 만들 수 있습니다. 올바른 균형은 더 깔끔한 절단, 낭비 감소, 생산성 향상을 가져옵니다.
레이저 커팅 매개변수는 무엇을 의미합니까?
레이저 커팅 파라미터는 레이저 기계에서 조정 가능한 설정입니다. 여기에는 레이저 출력, 절단 속도, 초점 위치, 보조 가스 유형, 가스 압력 및 노즐 거리가 포함됩니다. 각각은 레이저가 재료를 녹이거나 태우거나 기화시키는 방식에 영향을 미칩니다. 올바른 설정은 재료 유형, 두께, 원하는 가장자리 품질에 따라 달라집니다.
품질과 생산성을 위해 적절한 파라미터 설정이 중요한 이유?
올바른 매개변수 설정은 낭비를 줄이면서 깨끗하고 정확한 절단을 달성하는 데 도움이 됩니다. 다음을 최소화합니다. 버열 손상, 재작업의 필요성 등을 줄일 수 있습니다. 또한 적절한 설정은 더 빠른 절삭과 낮은 운영 비용을 가능하게 합니다. 반대로 잘못된 설정은 결함, 느린 출력, 공구 수명 단축으로 이어집니다. 안정적이고 잘 조정된 설정은 더 나은 효율성과 일관된 결과를 보장합니다.
레이저 커팅에 영향을 미치는 핵심 요소
레이저 커팅 결과는 세 가지 핵심 요소에 따라 달라집니다. 각 요소는 절단 결과에 영향을 미칩니다. 자세히 살펴봅시다.
재료 유형 및 두께
재료와 두께에 따라 적용해야 하는 열의 양이 결정됩니다. 두꺼운 판은 더 높은 출력과 느린 속도가 필요하고, 얇은 판은 더 낮은 출력과 빠른 속도로 더 잘 작동합니다.
탄소강은 레이저를 잘 흡수하고 산소로 빠르게 절단합니다. 밝고 버가 없는 가장자리를 원한다면 질소를 사용하는 스테인리스 스틸이 더 좋습니다. 알루미늄은 반사율이 높기 때문에 초점이 잘 맞고 광학 장치가 깨끗하며 보조 가스 흐름이 높아야 합니다. 구리와 황동은 더 많이 반사합니다. 파이버 레이저가 더 나은 선택이지만 항상 신중하게 테스트해야 합니다.
두께가 증가할수록 더 많은 힘, 더 큰 노즐, 더 높은 가스 압력을 사용합니다. 일정한 커프를 유지하고 드로스를 피하기 위해 속도를 늦추세요. 얇은 스톡에는 더 작은 스팟, 짧은 스탠드오프, 더 가벼운 압력을 사용하여 녹아내리지 않도록 하세요.
레이저 소스 유형 및 출력
레이저 소스는 재료가 빔 에너지를 얼마나 잘 흡수하는지에 영향을 미칩니다. 파이버 레이저 대부분의 금속을 잘 다루고 얇은 게이지에서 중간 게이지까지 빠르게 작업할 수 있습니다. CO₂ 레이저 는 금속과 비금속을 절단할 수 있지만 반사 합금에는 효율이 떨어집니다. 디스크 레이저는 파이버 레이저와 매우 유사한 성능을 발휘하여 높은 빔 품질을 제공합니다.
파워는 속도와 최대 두께를 제어합니다. 출력이 높을수록 더 두꺼운 판재를 절단하고 더 넓은 노즐을 사용할 수 있습니다. 얇은 판재와 미세한 디테일에는 출력이 낮을수록 좋습니다. 미세한 피처나 열에 민감한 부품의 경우 출력을 낮추고 더 타이트한 초점을 사용합니다. 속도 조절이 가능한 연속파 모드는 일반적인 절단에 가장 일반적인 설정입니다.
절단 방법
보조 가스와 그 화학 작용에 따라 절단 모드가 결정됩니다. 산소 절단은 반응을 통해 열을 추가하여 탄소강 절단 속도를 높이지만 가장자리에 산화물 층을 남깁니다. 질소 절단은 융합 공정입니다. 약간의 후처리를 통해 스테인리스 스틸과 알루미늄에 깨끗하고 밝은 가장자리를 생성합니다.
공기 절단은 압축 공기를 사용하며 연강, 스테인리스강 및 알루미늄에 대한 다른 절단 방법보다 저렴합니다. 가장자리에 약간의 색조나 작은 버가 보일 수 있으므로 나중에 도장하거나 가공할 부품에 적합합니다. 용도에 맞는 절단 방법을 선택하세요. 마감 요구 사항예산, 제작 속도 등을 고려합니다.
주요 레이저 절단 매개 변수
정밀한 커팅을 위해서는 여러 설정의 균형을 맞춰야 합니다. 이러한 매개변수는 함께 작동하여 절단 품질과 속도를 결정합니다.
레이저 파워
레이저 출력은 와트 단위로 측정되는 기계의 에너지 출력입니다. 레이저가 재료를 얼마나 빨리 녹이거나 기화시키는지를 제어합니다. 출력이 너무 낮으면 절단이 불완전하고 드로스가 쌓일 수 있습니다. 출력이 너무 높으면 가장자리를 태우고 커프가 넓어지며 얇은 시트가 과열될 수 있습니다.
재료와 두께에 맞게 출력을 조절하세요. 예를 들어, 1mm 스테인리스 스틸은 질소로 약 800-1000W로 깔끔하게 절단할 수 있습니다. 반면 6mm 탄소강은 산소 사용 시 약 3000W가 필요할 수 있습니다. 검증된 기본 설정으로 시작한 다음 가장자리 품질과 속도에 맞게 미세 조정합니다.
절단 속도
절단 속도는 레이저 헤드가 프로그래밍된 경로를 따라 이동하는 속도입니다. 속도가 너무 빠르면 빔이 절단되지 않을 수 있습니다. 너무 느리면 가장자리가 과열되어 깔끔한 마무리가 되지 않을 수 있습니다.
두꺼운 소재는 완전한 침투를 위해 느린 속도가 필요하고, 얇은 시트는 열 축적을 제한하기 위해 더 빠르게 작동할 수 있습니다. 속도와 파워는 함께 작동해야 하며, 하나를 조정하려면 종종 다른 하나를 변경해야 합니다. 용융 풀과 드로스 라인을 관찰하여 적절한 속도를 결정합니다.
초점 위치
초점 위치는 빔의 가장 작은 점이 공작물에 닿는 위치입니다. 적절한 초점은 커프가 좁고 가장자리가 매끄럽게 유지됩니다.
얇은 판의 경우 표면 또는 약간 위에 초점을 설정하여 정밀도와 속도를 향상시킵니다. 두꺼운 판재의 경우 빔이 더 깊숙이 도달할 수 있도록 상단 표면보다 약간 아래에 설정합니다. 초점을 잘못 맞추면 테이퍼, 버 또는 불완전한 절단이 발생할 수 있습니다. 렌즈, 재료 또는 노즐을 교체한 후에는 항상 초점을 확인하세요.
보조 가스 유형 및 압력
보조 가스는 커프에서 용융 금속을 제거하고 절단 영역을 보호하는 데 도움이 됩니다. 또한 레이저가 재료와 상호 작용하는 방식을 변경합니다.
산소는 탄소강과 반응하여 열을 더합니다. 이렇게 하면 절단 속도가 빨라지지만 가장자리에 산화물 층이 남습니다. 질소는 불활성 보호막으로 스테인리스 스틸과 알루미늄에 산화물 없이 밝은 가장자리를 만들어냅니다. 공기는 일반적인 절단에 가장 비용 효율적인 옵션이지만 약간의 산화나 작은 버가 남을 수 있습니다.
가스 압력은 용융 금속을 불어낼 수 있을 만큼 충분히 높아야 하지만 절단면을 식히거나 커프가 넓어질 정도로 높지 않아야 합니다. 두꺼운 판재는 일반적으로 더 높은 압력과 더 큰 노즐이 필요합니다. 얇은 판재는 가장자리를 매끄럽게 유지하기 위해 낮은 압력에서 더 잘 작동합니다.
펄스 주파수(펄스 레이저의 경우)
펄스 주파수는 펄스 모드에서 레이저가 초당 얼마나 자주 발사되는지를 나타냅니다. 주파수가 낮을수록 펄스당 더 높은 에너지를 전달하여 두껍거나 반사되는 금속을 절단하는 데 도움이 됩니다. 주파수가 높을수록 얇은 재료의 가장자리를 더 매끄럽게 절단할 수 있습니다.
펄스 지속 시간과 함께 주파수를 조정해야 합니다. 적절한 균형은 과열을 방지하면서 지속적인 커팅을 유지합니다. 주파수가 너무 높으면 가장자리를 태울 수 있습니다. 너무 낮으면 줄무늬가 남거나 불완전하게 절단될 수 있습니다.
스팟 크기
스폿 크기는 레이저 빔이 공작물에 닿는 레이저 빔의 직경입니다. 스폿이 작을수록 에너지 밀도가 높아져 미세한 피처와 얇은 소재에 이상적입니다. 스폿이 클수록 더 넓은 영역에 에너지가 분산되므로 더 두꺼운 절단이나 빠른 피어싱에 유용합니다.
스팟 크기는 렌즈 선택과 초점 거리에 따라 제어됩니다. 초점 거리가 짧으면 정밀한 작업을 위해 더 작은 스팟을 만들 수 있고, 초점 거리가 길면 초점 깊이가 커져 두꺼운 판재를 절단할 때 유용합니다.
빔 모드 및 품질(M² 값)
빔 모드와 품질은 빔이 얼마나 세밀하게 초점을 맞출 수 있는지를 나타냅니다. M² 값이 1에 가까울수록 빔이 좁고 깨끗한 절단을 위해 날카롭게 초점을 맞춘다는 의미입니다. M² 값이 높을수록 초점 지점이 더 넓어져 가장자리 품질과 절단 속도가 낮아질 수 있습니다.
파이버 레이저는 일반적으로 CO₂ 레이저보다 빔 품질이 우수하여 더 빠르게 절단하고 더 세밀하게 절단할 수 있습니다. 절단 성능이 갑자기 변하는 경우 빔 품질을 확인하는 것이 문제 해결의 일부가 되어야 합니다.
고급 매개변수 최적화
기본 설정 이상으로 미세 조정하면 절단 품질을 개선하고 생산 일관성을 높일 수 있습니다. 이러한 조정은 가장자리 마감, 부품 정확도 및 안정적인 장기 성능에 중점을 둡니다.
커프 폭과 그 의미
커프 폭은 절단 후 재료에 남은 간격을 말합니다. 커프 폭이 좁을수록 파트 중첩이 더 촘촘해져 소재를 절약할 수 있습니다. 커프가 넓으면 파트 맞춤에 영향을 미치고 더 많은 스크랩이 발생할 수 있습니다.
커프 크기는 파워, 속도, 초점, 가스 압력에 따라 달라집니다. 파워가 높거나 속도가 느리면 커프가 더 넓어질 수 있습니다. 스폿 크기가 작고 초점이 적절하면 커프를 좁게 유지하는 데 도움이 됩니다. 재료나 두께를 변경할 때는 항상 커프를 확인하여 프로그램이 정확하게 유지되도록 하세요.
노즐 선택 및 스탠드오프 거리
노즐 크기는 절단 시 가스 흐름과 압력을 제어합니다. 노즐이 클수록 두꺼운 재료에 적합하지만 커프가 넓어질 수 있습니다. 작은 노즐은 얇은 시트에서 더 나은 정밀도를 제공합니다.
스탠드오프 거리는 노즐 팁과 공작물 사이의 공간입니다. 너무 크면 가스 흐름의 효율이 떨어지고 드로스가 발생할 수 있습니다. 너무 작으면 노즐이 손상되거나 가스 흐름이 불안정해질 수 있습니다. 대부분의 작업에는 약 0.8~1.2mm의 간격이 적당합니다.
열 영향 구역(HAZ) 최소화
열 영향 영역은 열로 인해 재료의 구조가 변하는 곳입니다. HAZ가 작으면 재료의 강도가 유지되고 추가 마감 처리의 필요성이 줄어듭니다.
HAZ를 줄이려면 여전히 절단되는 최저 전력을 사용하고, 과열을 방지하도록 속도를 설정하고, 고순도 보조 가스를 사용하세요. 초점을 선명하게 유지하고 광학 장치를 깨끗하게 유지하면 필요한 곳에만 에너지를 공급할 수 있습니다.
레이저 파장이 절단에 중요한 이유?
레이저 파장은 재료가 빔의 에너지를 얼마나 잘 흡수하는지를 제어합니다. 특정 파장에서 강하게 반사되는 금속은 절단하기가 더 어렵습니다.
CO₂ 레이저는 약 10.6μm에서 방출됩니다. 이 파장은 비금속과 연강에는 잘 작동하지만 알루미늄이나 구리와 같은 반사성 금속에는 효과가 떨어집니다.
파이버 레이저는 약 1.06μm에서 방출됩니다. 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동을 포함한 대부분의 금속은 이 짧은 파장을 더 효율적으로 흡수합니다. 흡수가 잘되면 절단 속도가 빨라지고 전력 사용량이 줄어들며 가장자리가 더 깨끗해집니다.
소재에 맞는 파장을 선택하면 일관된 품질을 유지하고 낭비되는 에너지를 줄일 수 있습니다.
효율적인 레이저 커팅을 위한 냉각 솔루션
안정적인 냉각은 일관된 빔 품질, 광학 및 출력을 유지합니다. 또한 냉각이 잘되면 레이저 소스를 보호하고 가동 중단 시간을 줄이며 가장자리 결함을 방지할 수 있습니다.
냉각기 유형: 공냉식 대 수냉식
레이저 출력에 맞는 냉각기를 선택하세요. 공냉식 장치는 설치가 쉽고 작은 공간에도 적합합니다. 수냉식 장치는 고출력 시스템에서 열을 더 효과적으로 제거합니다. 약간의 안전 여유를 두고 제조업체의 냉각 용량 권장 사항을 따르세요.
설정 포인트 온도 및 안정성
레이저에 별도의 요구 사항이 없는 한 냉각수 온도를 22~24°C 정도로 유지합니다. ±0.5°C 이내의 안정성을 유지합니다. 정밀한 제어를 통해 파장, 초점, 절단 속도를 일정하게 유지합니다.
냉각수 품질 및 여과
권장되는 부식 억제제와 함께 탈이온수를 사용하세요. 물 전도도를 제조업체의 한계치 이내로 유지하세요. 조류, 스케일, 금속 입자를 방지하기 위해 일정에 맞춰 필터를 교체하세요. 계획된 간격으로 시스템을 세척하고 리필하세요.
결론
레이저 절단 매개변수는 절단 품질, 속도, 비용을 제어합니다. 출력, 속도, 초점, 가스 유형, 압력, 스폿 크기가 결과를 정의합니다. 올바른 설정은 재료 유형, 두께 및 마감 요건에 부합합니다. 매개변수를 미세 조정하면 가장자리 품질을 개선하고 낭비를 줄이며 생산 일관성을 높일 수 있습니다.
전문가의 조언이나 프로젝트에 최적화된 매개변수를 통한 정밀 커팅 서비스가 필요한 경우, 지금 바로 문의하세요 에 문의하여 요구 사항을 논의하고 맞춤형 솔루션을 받으세요.
안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.
