소형 레이저 절단기의 절단 방법

소형 레이저 절단기의 레이저 용융 절단에서는 공작물이 부분적으로 녹은 다음 녹은 재료가 공기 흐름의 도움으로 배출됩니다. 재료의 전달은 액체 상태에서만 발생하므로 이 프로세스를 레이저 용융 절단이라고 합니다.

고순도 불활성 절단 가스와 결합된 레이저 빔은 용융된 재료가 절단 이음새를 벗어나도록 유도하는 반면, 가스 자체는 절단에 참여하지 않습니다. 레이저 용융 절단은 가스화 절단보다 더 높은 절단 속도를 달성할 수 있습니다. 가스화에 필요한 에너지는 일반적으로 물질을 녹이는 데 필요한 에너지보다 높습니다. 소형 레이저 절단기의 레이저 용융 절단에서는 레이저 빔이 부분적으로만 흡수됩니다. 최대 절단 속도는 레이저 출력이 증가하면 증가하고 시트 두께와 재료 용융 온도가 증가하면 거의 반대로 감소합니다. 레이저 출력이 일정할 때 제한 요소는 슬릿의 공기 압력과 재료의 열전도도입니다. 레이저 융합 절단은 철 재료와 티타늄 금속에 대해 무산화 절단을 생성할 수 있습니다. 용융은 발생하지만 기화는 발생하지 않는 레이저 출력 밀도는 강철 재료의 경우 104W/cm2~105W/cm2입니다. 소형 레이저 절단기의 레이저 화염 절단과 레이저 용융 절단의 차이점은 절단 가스로 산소를 사용한다는 것입니다. 산소와 가열된 금속 사이의 상호 작용의 도움으로 물질을 더욱 가열하는 화학 반응이 발생합니다. 이러한 효과로 인해 이 방법으로 달성할 수 있는 절단 속도는 동일한 두께의 구조용 강철에 대해 용융 절단보다 높습니다.

반면 이 방법은 퓨전 커팅보다 커팅 품질이 떨어질 수 있습니다. 실제로 더 넓은 절단, 상당한 거칠기, 열 영향 영역 증가 및 가장자리 품질 저하가 발생합니다. 레이저 화염 절단은 정밀 모형 및 날카로운 모서리 가공에는 적합하지 않습니다(날카로운 모서리가 타버릴 위험이 있음). 레이저 출력에 따라 절단 속도가 결정되는 펄스 모드 레이저를 사용하면 열 효과를 제한할 수 있습니다. 레이저 출력이 일정할 때 제한 요소는 산소 공급과 재료의 열전도도입니다. 레이저 기화 절단 공정 중에 재료는 절단 솔기에서 기화하므로 매우 높은 레이저 출력이 필요합니다.

재료 증기가 슬릿 벽에 응축되는 것을 방지하려면 재료의 두께가 레이저 빔의 직경을 크게 초과해서는 안 됩니다. 따라서 이 공정은 용융된 재료의 제거를 피해야 하는 응용 분야에만 적합합니다. 이 가공은 실제로 철 기반 합금의 매우 작은 사용 영역에서만 사용됩니다.

이 프로세스는 용융 상태가 아니고 재료 증기가 재응축될 가능성이 없는 목재 및 특정 세라믹과 같은 재료에는 사용할 수 없습니다. 또한 이러한 재료는 일반적으로 더 두꺼운 절단이 필요합니다. 소형 레이저 절단기를 사용한 레이저 기화 절단에서 최적의 빔 포커싱은 재료 두께와 빔 품질에 따라 달라집니다. 레이저 출력과 기화열은 최적의 초점 위치에 일정한 영향을 미칩니다. 판의 두께가 일정할 때 최대 절단 속도는 재료의 가스화 온도에 반비례합니다. 필요한 레이저 출력 밀도는 108W/cm2보다 크며 재료, 절단 깊이 및 빔 초점 위치에 따라 달라집니다. 충분한 레이저 출력을 가정하여 시트의 두께가 확실한 경우 최대 절단 속도는 가스 제트 속도에 의해 제한됩니다.