레이저 파우더 코팅 경화란 무엇인가요?
레이저 경화는 근적외선 레이저를 사용하여 부품 표면에 정전기로 도포된 파우더 코팅 입자를 빠르게 겔화한 다음 경화시킵니다. 녹은 입자는 가교라는 과정에서 화학적으로 반응하여 일반적으로 페인트보다 더 두껍고 단단하며 내구성이 뛰어난 코팅을 형성합니다. 파우더 코팅의 레이저 경화는 매끄럽고 미세하고 거친 질감, 강맥, 주름, 혼합 및 결합된 금속 등 다양한 일반적인 파우더 코팅 마감을 가능하게 합니다.
전통적으로 파우더 코팅은 대류 가열 또는 적외선 램프를 사용하는 산업용 오븐에서 경화되었습니다. 레이저 공정은 이러한 기존 방식과 크게 두 가지 측면에서 다릅니다. 첫째, 레이저 경화는 전체 부품과 오븐 환경을 일괄적으로 가열하는 대신 조명이 비추는 부분만 선택적으로 가열합니다. 따라서 에너지 효율이 크게 향상됩니다. 둘째, 가열 공정 자체가 본질적으로 더 효율적이어서 필요한 경화 시간을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 산업용 파우더 코팅 작업의 경우 공정 처리량이 크게 증가합니다.
레이저 파우더 코팅 경화는 어떻게 이루어지나요?
레이저 경화 시스템의 기본 구성은 다음과 같습니다. 비교적 간단한. 고출력 다이오드 레이저 시스템의 출력 빔은 광학 장치를 통해 모양을 변경하고 강도를 균일화한 다음 부품 표면에 투사하여 선택한 영역만 가열합니다.
레이저 경화 시 사용되는 광역 레이저 빔은 각 면의 최소 몇 인치부터 폭과 지름이 몇 피트에 이르는 넓은 영역까지 커버할 수 있도록 모양과 크기를 맞춤 설정할 수 있습니다. 빔 구성에 따라 단일 부품뿐만 아니라 여러 부품의 배치를 동시에 조명할 수도 있습니다. 추가 레이저 소스를 사용하여 더 넓은 영역을 비출 수도 있습니다.
더 큰 부품이나 곡면이 심한 부품의 경우 다른 접근 방식은 로봇 팔에 레이저 투사 광학 장치를 장착하는 것입니다. 이렇게 하면 빔이 부품 표면을 따라 이동하고 각도를 변경하면서 파우더 코팅을 경화할 수 있습니다.
레이저 경화에는 고출력 다이오드 레이저 시스템을 사용하는데, 이는 이 응용 분야에 몇 가지 주요 이점을 제공하기 때문입니다. 첫째, 출력을 균일한 강도 분포를 가진 직사각형 빔(다른 빔 모양 중에서도)으로 쉽게 변환할 수 있습니다. 이는 대부분의 다른 레이저에서 생성되는 날카롭게 집중된 둥근 가우스 강도 프로파일 빔으로는 달성하기 어렵습니다.
다음으로 다이오드 레이저 시스템은 모든 레이저 유형 중 가장 높은 전기 효율을 제공합니다(종종 50% 이상). 또한 다이오드 레이저에서 생성되는 근적외선 파장의 빛은 코팅 표면 아래 몇 미크론까지 침투합니다. 이 체적 가열은 에너지를 파우더 코팅층으로 빠르게 전달하여 경화 공정 속도를 높이는 동시에 기본 기판을 가열하는 데 에너지를 거의 낭비하지 않습니다. 다이오드 레이저 공정은 부품을 대량으로 가열하지 않기 때문에 냉각 시간이 크게 단축되어 온도에 민감한 재료의 코팅을 레이저로 경화할 수 있습니다.
레이저 파우더 코팅 경화의 장점
레이저 경화는 기존 방법의 한계를 극복하여 더 빠르고 저렴한 비용으로 고품질의 결과를 제공하는 혁신적인 기술입니다. 파우더 코팅 레이저 경화의 주요 장점은 다음과 같습니다:
속도: 거의IR 다이오드 레이저는 단 몇 분 만에 파우더 코팅을 빠르고 국소적으로 가열하여 경화시킵니다. 코팅이 겔화되면 기본 재료가 빠르게 냉각됩니다. 이에 비해 기존 오븐은 전체 부품을 균일하게 가열하고 파우더 코팅을 경화한 다음 다시 식히는 데 수십 분이 걸립니다.
에너지 효율: 레이저 다이오드 소스는 전기 효율이 매우 높으며 거의 모든 에너지가 목표 영역으로 전달됩니다. 레이저 빛은 분말을 선택적으로 효율적으로 가열하므로 부품을 가열하는 데 낭비되는 에너지가 적고 오븐 환경을 가열하는 에너지가 거의 없습니다.
폐열이 없습니다: 레이저 경화 시스템은 주변 공간으로 폐열을 거의 방출하지 않는 '저온' 오븐으로, 시설 온도 제어 시스템에 대한 요구 사항을 줄여줍니다.
열 스트레스 최소화: 레이저 파우더 코팅 경화는 플라스틱, 목재와 같이 열에 민감한 재료와 얇은 금속 피처가 있는 섬세한 부품에 적합합니다.
공정 제어: 실온에서 작동하면 열화상 카메라와 같은 온보드 계측 장치를 사용하여 코팅 온도를 섭씨 1도 이상 또는 섭씨 1도 미만으로 정밀하게 제어할 수 있습니다.
민첩성: 레이저 오븐은 거의 즉각적인 시작/정지 기능을 갖추고 있어 유휴 시간이나 예열 시간이 필요하지 않습니다. 또한 레이저 오븐이 코팅 표면 온도를 가열하고 모니터링하기 때문에 대상 부품의 질량은 코팅 특성에 거의 영향을 미치지 않습니다. 기존 경화 오븐에서는 질량이 낮은 부품을 질량이 높은 부품 바로 옆에서 경화할 수 없어 결함이나 품질 문제가 발생할 위험이 있습니다.
작은 설치 공간: 레이저 경화 시스템은 컴팩트하며 처리하는 부품의 면적보다 훨씬 많은 바닥 공간을 차지하지 않습니다. 또한 공정 자체는 연속 부품 흐름과 호환되므로 전체 바닥 공간 요구 사항을 최소화하고 생산 처리량을 극대화할 수 있습니다.
낮은 소유 비용: 에너지 소비 감소, 배기 열(주변 생산 환경을 따뜻하게 하는)이 발생하지 않아 운영 비용이 절감되고 유지보수 비용이 크게 감소합니다.
낮은 탄소 발자국: 고유의 전기 효율, 장비에서 방출되는 폐열 제거, 소모품 부족의 조합으로 레이저 경화는 더욱 친환경적이고 지속 가능한 공정이 되었습니다.
