레이저 가공은 제조 및 R&D 환경 모두에서 절단 및 용접과 같은 다양한 전통적인 재료 가공 애플리케이션을 대체하고 있습니다.
레이저 가공의 주요 장점은 다음과 같습니다:
- 금속 및 비금속(예: 세라믹 및 폴리머) 가공 능력 이는 피크 출력, 파장 및 펄스 지속 시간과 같은 레이저 속성을 조정하여 수행할 수 있습니다.
- 비접촉식 기술이기 때문에 기존의 기계 공정에서와 같이 작업물이 오염되거나 '가공 도구'가 마모되는 것을 방지할 수 있습니다.
- 빠른 속도, 높은 정확도 및 반복성 덕분에 자동화된 프로세스를 쉽게 달성할 수 있습니다.
- 매우 작은 피처를 미크론 수준까지 가공할 수 있는 기능
- 공작물 표면에 대해 다양한 각도로 가공할 수 있는 올바른 워크스테이션을 사용하면 평면 부품이나 복잡한 3D 부품을 쉽게 가공할 수 있습니다.
레이저 커팅
레이저 절단은 플라즈마, 산소 연료 또는 워터젯과 같은 다른 절단 솔루션보다 더 빠른 속도로 더 높은 정확도를 제공합니다. 와이어 방전 가공(EDM)도 고정밀 절단에 사용할 수 있지만 전도성 재료에만 사용할 수 있고 일반적으로 매우 느린 공정입니다.
가용 레이저 출력이 계속 증가하여 점점 더 많은 두께를 절단할 수 있습니다. 예를 들어 4kW 파이버는 연강, 스테인리스강, 황동, 구리 및 알루미늄과 같은 금속을 1m/분 이상의 속도로 6mm 두께로 절단하는 데 사용할 수 있습니다. 10kW 이상의 출력을 높이면 25mm 이상의 두께를 절단할 수 있습니다. 워터젯은 두께가 50mm를 초과하는 매우 두꺼운 재료를 절단하는 데 사용할 수 있지만 일반적으로 운영 비용이 높고 부품의 형상에 따라 절단 속도가 느려질 수 있습니다.
레이저 용접
레이저는 탄소강, 고강도강, 스테인리스강, 알루미늄, 구리, 티타늄 등 다양한 소재를 용접하는 데 사용됩니다. 금속과 다른 금속 또는 금속과 폴리머와 같은 이종 재료의 용접도 가능합니다. 전류의 흐름이 필요한 기존의 아크 용접 공정과 달리 레이저는 빛의 흡수에 의존하여 열을 발생시키며 폴리머와 같은 비전도성 재료를 금속이나 금속에 용접하는 데에도 사용할 수 있습니다. 빔은 정밀하게 초점을 맞출 수 있어 TIG 및 MIG와 같은 플라즈마 아크 용접 기술에 비해 정확도가 높고 열 영향 영역이 작습니다. 깊고 좁은 고종횡비 용접을 생성할 수 있어 작고 얇은 부품은 물론 두꺼운 대형 부품도 용접할 수 있습니다. 예를 들어 40kW는 금속의 약 40mm까지 심용입 용접에 사용할 수 있습니다. 레이저 용접은 일반적으로 진공이 필요한 전자빔 용접보다 구현하기 쉬운 커버 가스를 사용하여 야외에서 수행됩니다.
레이저는 매크로 및 마이크로 애플리케이션 모두에 사용할 수 있으며, 피처 크기는 미크론 수준까지 가능합니다. 다양한 재료에 대해 다양한 모양과 크기의 피처를 레이저로 미세 가공하는 것에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 치수 및 위치 정확도에 대한 허용 오차가 더 엄격해지면서 품질 및 처리량 요구 사항이 계속 증가하고 있습니다. 고급 시스템 통합 및 공정 제어를 통해 개선된 레이저 소스와 제조 기술로 점점 더 까다로워지는 산업 요구 사항을 해결할 수 있습니다.
고정밀 레이저 미세 가공 응용 분야를 위한 최적의 펄스 지속 시간, 파장 및 가공 기술의 선택은 재료 특성뿐만 아니라 품질, 피처 크기, 공차 및 처리량과 같은 응용 분야 사양에 따라 달라집니다. 일반적으로 나노초 영역에서 작동하는 펄스 레이저와 그보다 짧은 피코초 및 펨토초 펄스 지속 시간은 미세 가공에 사용되며, 각 펄스가 주변 재료에 거의 영향을 주지 않고 정해진 양의 재료를 제거하여 미크론 수준의 치수 정확도를 제공하는 절제 미세 가공 기술을 구동합니다.
