판금 레이저 절단: 공정, 유형 및 팁

Yonglihao Machinery에서 선두주자 프로토타입 제작 회사, 우리는 깔끔한 형상, 반복 가능한 정확도, 빠른 처리가 필요한 부품에 대해 판금 레이저 절단을 사용합니다. 레이저 커팅 서비스 브래킷, 커버, 인클로저, 기계 프레임에 실용적입니다. 또한 다른 여러 플랫 패턴 부품에도 사용할 수 있습니다.

이 글에서는 한 가지 질문에 집중해 보겠습니다. 판금 레이저 절단이란 무엇일까요? 또한 레이저 절단에서 무엇을 기대할 수 있는지도 설명하겠습니다. 주요 레이저 유형과 일반적인 절단 모드에 대해 알아보고, 주요 이점, 한계, 그리고 값비싼 재작업을 방지하기 위한 몇 가지 설계 규칙도 살펴보겠습니다.

금속판 레이저 절단이란?

판금 레이저 절단은 CNC로 제어되는 열 절단 공정입니다. 집중된 레이저 빔을 사용하여 프로그램된 경로를 따라 금속을 녹이거나 기화시킵니다. 이를 통해 판금에서 그물 모양의 프로파일을 분리합니다.

실제로는 정의된 윤곽과 작은 절단 간격이 생깁니다. 절단. 모서리 품질은 재료, 두께, 보조 가스, 기계 설정에 따라 달라집니다.

"판금" 부분이 중요합니다. 이 공정은 형상이 대부분 2D이고 소재가 평평할 때 가장 강력합니다. "CNC" 부분도 중요합니다. 절단 경로는 배치 전체에서 높은 반복성을 유지하며 CAD/CAM 출력을 따릅니다.

금속판 레이저 절단은 어떻게 작동하나요?

레이저 절단은 빛 에너지를 아주 작은 점에 집중시키는 방식으로 작동합니다. 이렇게 하면 국부 에너지 밀도가 높아져 금속을 녹이거나 기화시킬 수 있습니다. 동시에 CNC 모션은 절단선을 따라 그 뜨거운 점을 이동합니다. 빔이 생성되고 광학 장치에 의해 형상화되어 특정 점에 집중됩니다. 이 점의 크기는 에너지 밀도와 절단 특성을 제어합니다.

보조 가스는 실제 생산에 필수적입니다. 절단면의 용융된 재료를 제거합니다. 또한 광학 장치를 보호하고 산화 및 가장자리 색상을 조절합니다. 산화를 최소화해야 할 때는 질소가 일반적으로 사용됩니다. 산소는 일부 강재의 절단 속도를 높일 수 있지만, 가장자리 상태를 변화시킵니다.

레이저 헤드가 이동하면서 절단면이 생성됩니다. 또한 열영향부(HAZ) 가장자리 근처입니다. 열영향부(HAZ)는 일반적으로 다른 열 방식에 비해 작습니다. 하지만 열영향부는 존재하며 코팅, 밀착성, 그리고 뒤틀릴 수 있는 얇은 부품에 영향을 미칠 수 있습니다.

레이저의 주요 유형

파이버 레이저

파이버 레이저는 고체 레이저입니다. 광섬유를 통해 빔을 전달합니다. 이 유형의 레이저는 높은 전기 효율과 강력한 빔 품질로 잘 알려져 있습니다. 강철 및 여러 비철 금속에 가장 적합한 선택입니다. 또한 알루미늄, 황동, 구리와 같은 반사 재료 그 기계가 그들을 위해 설계된 것이라면.

파이버는 일반적으로 속도, 안정적인 품질, 그리고 부품당 비용 절감이 필요할 때 선택됩니다. 하지만 일부 두꺼운 부분에서는 실질적인 한계가 드러납니다. 또한, 특수한 모서리 마감이나 추가 단계 없이 매우 낮은 테이퍼가 필요한 부품에는 적합하지 않을 수 있습니다.

CO₂ 레이저

CO₂ 레이저는 가스 방전에서 적외선 빔을 생성합니다. 오랫동안 주요 산업 절단 기술로 사용되어 왔으며, 비금속에 널리 사용됩니다. 기계 출력과 설정에 따라 일부 금속, 특히 얇은 두께의 금속도 잘 절단할 수 있습니다.

비금속도 다루는 경우 CO₂ 레이저가 좋은 선택이 될 수 있습니다. CO₂ 레이저는 성숙하고 잘 알려진 플랫폼을 제공합니다. 주요 한계는 일반적으로 다음과 같습니다. 낮은 효율성 그리고 많은 현대식 광섬유 시스템에 비해 반사성 금속에 대한 성능이 약합니다.

크리스탈/고체 레이저

Nd:YAG 계열과 같은 결정 또는 고체 레이저는 도핑된 고체 이득 매질을 사용합니다. 이러한 레이저는 특정 작업에 유용한 파장과 펄스 특성을 제공할 수 있습니다. 이러한 레이저는 빔 특성이 중요한 절단, 마킹 또는 특수 공정에 적용될 수 있습니다.

판금 절단에서 이러한 시스템은 범용성보다는 "애플리케이션 중심적"입니다. 틈새 소재나 특수 가공 요구 사항에 맞춰 선택될 수 있습니다. 하지만 일반적인 용도로 항상 가장 비용 효율적인 솔루션은 아닙니다.

판금용 3가지 일반적인 레이저 절단 모드

퓨전 커팅(질소/아르곤)

퓨전 커팅은 금속을 녹인 후, 불활성 가스(주로 질소)를 사용하여 절단면의 용융물을 불어냅니다. 이 공정은 절단면의 산화를 최소화합니다. 일반적으로 절단면의 외관, 코팅 접착력 또는 용접 품질이 중요할 때 선호됩니다.

단점은 이 방법이 더 높은 가스 유량을 필요로 한다는 것입니다. 또한 더욱 엄격한 공정 관리가 필요합니다. 스테인리스 스틸과 많은 알루미늄 작업의 경우, "깔끔한 가장자리"를 원할 때 퓨전 커팅이 일반적으로 사용됩니다.“

반응성/화염 절단(산소)

반응성 절삭은 산소를 보조 가스로 사용합니다. 이는 산화를 통해 화학 에너지를 생성합니다. 이 반응은 적합한 강재의 절삭 속도를 높일 수 있습니다. 높은 처리량이 중요하고 산화된 날도 허용 가능한 경우 비용 효율적일 수 있습니다.

한계는 모서리 상태입니다. 밝고 산화막이 적은 모서리가 필요하다면 산소 절단은 적합하지 않을 수 있습니다.

승화 절단

승화 절단은 재료를 매우 적게 녹이면서 기화시키는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 드로스를 줄이고 날의 특성을 변화시킵니다. 금속의 경우, 이 방법은 용융 절단이나 반응 절단보다 덜 일반적입니다. 이 방법은 속도보다 날의 품질이 더 중요한 특수한 경우에 사용되는 경향이 있습니다.

이 모드는 일반적으로 더욱 정밀한 초점과 높은 공정 안정성을 요구합니다. 따라서 판금 가공의 기본 방식이라기보다는 "적정한 경우 사용"하는 방식입니다.

주요 이점 및 실제 한계

레이저 절단은 복잡한 2D 프로파일 제작에 매우 적합합니다. 반복 가능한 형상을 제공하고 부품에 가해지는 기계적 부하를 최소화합니다. 따라서 상세한 윤곽선, 좁은 반경, 그리고 시트를 효율적으로 활용하기 위한 고밀도 중첩에 널리 사용됩니다.

실질적인 한계는 주로 물리적 특성과 비용과 관련이 있습니다. 여기에는 두께, 열 관리, 그리고 날의 요구 사항이 포함됩니다. 두꺼운 절단면에서는 여전히 테이퍼가 보일 수 있습니다. 또한 사용되는 가스에 따라 국소적인 변색이나 산화가 발생할 수 있습니다. 얇은 판재는 작은 영역에 열이 축적되면 뒤틀릴 수 있습니다.

안전과 위생 또한 중요합니다. 이 공정에서는 금속 연기, 코팅 증기, 그리고 미세 입자가 발생합니다. 이러한 물질은 적절한 추출과 엄격한 작업 절차가 필요합니다.

추가 자료: 레이저 절단의 장단점

더 나은 레이저 커팅 부품을 얻기 위한 기본 설계 팁

좋은 레이저 절단 결과는 기계가 아닌 CAD 파일에서 시작됩니다. 절단 예상 간격, 열 집중도를 관리하면 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 "이게 왜 안 맞을까?"라는 걱정을 피할 수 있습니다.

레이저 절단 부품을 검토할 때 사용하는 실용적인 체크리스트는 다음과 같습니다.

• 커프 계획: 절단선의 너비가 "0"이라고 가정하지 마세요. 커프는 부품, 특히 슬롯과 탭의 조립 방식에 영향을 미칩니다.
• 최소 웹/간격을 준수하세요. 절단면 사이의 간격을 충분히 넓게 유지하세요. 이렇게 하면 과열과 변형을 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 두꺼운 종이에는 작은 특징을 사용하지 마세요. 작은 구멍, 날카로운 내부 모서리, 얇은 브리지는 두께가 두꺼워질수록 불안정해집니다.
• 내부 모서리 관리: 가능하면 작은 반경을 추가하세요. 이렇게 하면 국소적인 열 축적과 응력 지점을 줄일 수 있습니다.
• 텍스트 및 조각: 획의 폭을 충분히 넓게 하고 간격도 넉넉하게 유지하세요. 이렇게 하면 글자가 서로 뒤섞이거나 사라지는 것을 방지할 수 있습니다.
• 열 농도: 모양을 엇갈리게 배치하고, 양각 컷을 추가합니다. 이 방법은 길고 좁은 둥지로 인해 열이 축적되는 경우에 유용합니다.

결론

한 가지 기억하시는 게 있다면, 판금 레이저 절단은 제어된 열 제거 방식이라는 것입니다. 빔, 초점, 보조 가스, 그리고 CNC 모션이 모두 함께 작용하여 원하는 모서리를 만들어냅니다. 소재와 모서리 요구 사항에 따라 레이저 종류와 절단 모드를 선택하세요. 그런 다음, 커프, 간격, 그리고 열 거동을 고려하여 부품을 설계하세요.

Yonglihao Machinery에서는 "레이저 절단이란 무엇인가"라는 질문을 통해 예측 가능한 결과를 약속합니다. 공정과 부품 설계가 일치할 때 이러한 약속은 유효합니다. 그렇지 않은 경우에도 절단된 부품을 얻을 수 있습니다. 하지만 기대했던 핏, 마감, 평탄도를 얻지 못할 수도 있습니다.

자주 묻는 질문

시트 메탈 레이저 절단은 어떤 재료를 가장 잘 처리할 수 있나요?

대부분의 일반 판금은 잘 절단됩니다. 재료에 맞는 매개변수와 가스만 맞추면 됩니다. 강철은 일반적으로 절단하기 쉽습니다. 알루미늄이나 구리와 같은 반사 금속은 안정적인 공정을 위해 적절한 기계와 설정이 필요합니다.

레이저 절단은 항상 완벽한 모서리를 남기나요?

아니요. 엣지 품질은 가스 선택, 소재 두께, 그리고 공정 튜닝에 따라 달라집니다. 셋업과 기대치가 일치하지 않으면 산화막 색상, 미세한 드로스 또는 테이퍼가 발생할 수 있습니다.

커프란 무엇이고, 왜 핏에 영향을 미치나요?

커프는 레이저로 제거되는 재료의 폭입니다. 이는 부품의 최종 치수를 변경합니다. 커프를 고려하지 않고 슬롯, 탭 또는 타이트한 압입을 설계하면 조립품이 너무 헐겁거나 너무 타이트하게 될 수 있습니다.

레이저 절단 중에 얇은 부품이 뒤틀리는 이유는 무엇입니까?

뒤틀림은 일반적으로 불균일한 열 입력과 잔류 응력의 방출로 인해 발생합니다. 촘촘한 중첩, 길고 연속적인 절단, 그리고 작은 연결 부위는 열을 집중시킬 수 있으며, 이로 인해 시트가 평평한 평면에서 빠질 수 있습니다.

질소와 산소 지원 중 어떤 것을 선택해야 하나요?

산화를 최소화하고 깨끗한 모서리를 원할 때는 질소를 선택하세요. 적합한 강철에서 속도가 중요하고 산화된 모서리가 허용될 때는 산소를 선택하세요. 도장, 용접 또는 외관 마감과 같은 후속 공정의 필요에 따라 선택해야 합니다.