레이저 절단으로 밝은 표면을 만드는 기술

광섬유 레이저 절단기를 사용하여 광택 표면 재료(예: 미러 스테인리스강, 고광택 알루미늄, 구리, 황동 등)를 절단하는 것은 기존 CO₂ 레이저를 사용하는 것과는 근본적인 차이점과 큰 장점이 있지만, 최상의 결과를 얻고 안전을 확보하기 위해서는 특별한 기술이 필요합니다.

핵심 원리: 광섬유 레이저의 파장은 1.06 마이크론으로, 금속 재료의 흡수율은 10.6 마이크론의 CO₂ 레이저보다 훨씬 높습니다.이는 광섬유 레이저의 반사 가능성이 낮아지고, 에너지 이용 효율이 높아지며, 장비 반사로 인한 손상 위험이 크게 줄어든다는 것을 의미합니다. 하지만 그렇다고 해서 어려움이 전혀 없는 것은 아닙니다.

다음은 파이버 레이저 절단기를 위해 특별히 고안된 밝은 표면 절단 기술입니다.

핵심 장점 및 전제 조건

우선, 가장 흔한 광택 표면의 304 스테인리스강의 경우, 최신 파이버 레이저 절단기는 CO₂ 레이저와 같은 복잡한 전처리 없이 직접 절단할 수 있으며, 반사 위험도 극히 낮다는 것이 분명합니다. 주요 어려움은 표면 긁힘이나 산화를 방지하여 "흠 없는" 절단면을 얻는 방법에 있습니다.

핵심 기술 및 매개변수 최적화

1. 가스 선택 및 압력 제어 (가장 중요함)

• 질소/고순도 질소 절단
• 목적: 산화, 은백색 또는 자연색 없이 밝고 선명한 절삭면을 얻기 위함
• 압력 요구 사항: 매우 높은 공기압(일반적으로 1.2MPa 이상)이 필요합니다. 고압 질소는 용융 금속을 빠르게 날려 보내 절단면의 산화로 인한 변색을 방지하는 동시에 절단면을 냉각시킵니다.
• 순도 요구 사항: 절단면이 산화되어 황변 및 흑변하는 것을 방지하기 위해 99.99% 이상의 순도를 가진 질소를 사용하십시오.
• 산소 절단:
• 절삭 속도만을 중시하고 절삭면의 흑색 산화막 형성에는 개의치 않는 경우에만 적합합니다. "밝은 표면"을 유지해야 하는 공작물에는 일반적으로 사용되지 않습니다.

2. 노즐 선택 및 높이 조절

• 이중층/복합 노즐 사용: 이중층 노즐(예: 고속, 저속 노즐)은 더욱 안정적이고 응집된 공기 흐름을 형성하여 슬래그 제거 능력을 향상시키며, 특히 고압 질소 광택 표면 절삭에 적합합니다.
• 노즐 구멍: 판재 두께 선택에 따라 일반적으로 충분한 공기 흐름을 확보하기 위해 약간 더 큰 구멍(예: φ2.0, φ3.0)을 사용합니다.
• 초점 위치: 보다 수직적이고 매끄러운 절단면을 얻으려면 초점을 약간 아래쪽(용지 안쪽)으로 조정해 보세요.
• 절단 높이: 안정적인 공기 흐름을 확보하기 위해 일정하고 정확한 추적 높이를 유지하십시오.

3. 레이저 매개변수 최적화

• 출력: 고속으로 높은 출력을 사용하면 열영향부를 줄이고 절삭날의 과도한 용융이나 황변 ​​현상을 방지할 수 있습니다.
• 주파수: 펄스 주파수를 높이면(예: 500~1000Hz 이상) 절단선이 더욱 섬세하고 매끄러워집니다.
• 듀티 사이클: 절단 안정성을 확보하는 전제 하에 적절한 듀티 사이클을 조정하여 최적의 절단 품질을 얻을 수 있는 매개변수를 찾으십시오.
• 절단 속도: 절단이 확실하게 이루어지도록 하려면 열 축적을 줄이기 위해 절단 속도를 높이는 것이 좋습니다.

4. 집중력 관리

• 밝은 표면 재질과 두께에 가장 적합한 초점 위치를 찾기 위해 초점 테스트를 수행했습니다. 일반적으로 약간 음의 초점(레이저 초점이 판 내부에 있는 경우)을 설정하면 더 나은 수직 단면을 얻는 데 도움이 됩니다.

광택이 나는 재질에 따라 고려해야 할 특별 사항

거울처럼 매끄러운 스테인리스 스틸:

• 첫 번째 보호막은 고품질 레이저 절단 전용 보호 필름입니다! 이는 절단 과정에서 발생하는 비산물과 기계 테이블 표면이 거울 표면을 긁는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법입니다.
• 자른 후에는 보호 필름을 쉽게 떼어내면 매끄러운 표면을 얻을 수 있습니다.

알루미늄 및 알루미늄 합금(특히 고광택):

• 반사 위험: 순수 알루미늄 및 고실리콘 알루미늄의 반사율은 여전히 ​​높습니다. CO₂ 레이저보다는 위험도가 낮지만, 초고출력 파이버 레이저(예: 10,000와트 이상)를 사용할 때는 절단 시 파이버 헤드 내부 부품에 발생할 수 있는 역반사의 영향에 주의해야 합니다.
• 매개변수: 알루미늄은 열전도율이 높으므로 더 높은 최대 출력과 빠른 속도가 필요합니다. 고순도 질소를 사용하고, 더 밝은 부분을 얻기 위해 소량의 아르곤을 추가해야 할 수도 있습니다.
• 슬래그 발생: 알루미늄 절단 시 바닥에 슬래그가 쉽게 발생하는데, 공기압과 집중도를 최적화하여 이를 해결해야 합니다.

구리와 황동:

• 높은 반사율: 순수 구리는 가장 반사율이 높은 금속 중 하나이며, 광섬유 레이저에 위험 요소가 될 수 있습니다. 항상 낮은 출력으로 테스트를 시작하십시오.
• 흡수 문제: 녹색 파이버 레이저(파장 515nm)를 사용할 수 있습니다. 구리는 녹색광의 흡수율이 매우 높기 때문에 구리 절단에 이상적인 선택이지만, 장비 가격이 비쌉니다.
• 황동: 절단 시 아연 증기가 발생하여 절단면이 쉽게 검게 변합니다. 고압 질소가 필요하며 매개변수를 최적화해야 합니다.

안전 및 운영 권장 사항

1. 첫 번째 테스트:반사율이 높은 재료(순수 구리, 순수 알루미늄)의 경우, 처음 절단할 때는 스크랩을 먼저 사용하여 낮은 출력으로 테스트하고 절단 상태와 기계의 반응을 관찰할 수 있습니다.

2. 장비 점검:광섬유 레이저 절단기의 레이저 헤드에 반사 방지 장치(예: 후방 반사 차단기)가 장착되어 있는지 확인하십시오. 대부분의 최신 중대형 광섬유 절단기에는 이러한 장치가 기본으로 장착되어 있습니다.

3. 청소 및 유지 관리:

• 절단하기 전에 재료 표면을 기름으로 닦으십시오.
• 노즐을 정기적으로 점검하고 청소하며 렌즈를 보호하십시오. 밝은 표면 절단 시 고압 가스가 먼지를 더 쉽게 날려 렌즈에 달라붙게 할 수 있습니다.

4.시험 절단 및 매개변수 라이브러리:다양한 재질, 두께 및 표면 요구 사항에 맞는 "선명한 표면 절삭 매개변수 라이브러리"를 구축하고, 재질이 변경될 때마다 소규모 시험 절삭 검증을 수행합니다.

요약 사항

결론:파이버 레이저를 이용한 광택면 소재 절단의 핵심은 "반사 손상 방지"에서 "완벽한 절단면을 얻고 소재의 외관을 보호하기 위한 공정 최적화"로 바뀌었습니다. "고순도 질소 고압 절단면 보호막의 정밀한 파라미터 조정"을 통해 고품질의 광택면 가공물을 안정적이고 효율적으로 가공할 수 있습니다.