고출력 파이버 레이저 선택하기: 종합 가이드

중국 레이저 산업 발전 보고서에 따르면, 국내 파이버 레이저 시장은 현지에서 생산된 파이버 레이저의 출력과 성능이 꾸준히 증가하고 있습니다. 출하량 측면에서 국내 표준 중저출력 파이버 레이저는 외국산 제품을 능가하여 수입을 효과적으로 대체하고 있습니다.

10kW 이상의 초고출력을 가진 국산 표준 파이버레이저도 같은 출력대의 외산 제품 출하량에 근접하고 있습니다. 이는 국산 파이버 레이저의 독자적인 연구개발 역량이 지속적으로 강화되면서 국내 시장에서도 점차 인정받고 있다는 것을 의미합니다.

레이저 제품에 대한 산업 시장의 가공 요구 사항이 점점 더 까다로워짐에 따라 고출력 레이저에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 그러나 국내 시장에는 다양한 킬로와트 레이저 옵션이 존재하기 때문에 고객은 자신의 요구에 가장 적합한 장비가 무엇인지 혼란스러워하는 경우가 많습니다.

1. 파이버 레이저 선택에 대한 일반적인 오해

오해 1: 더 높은 전력은 더 높은 처리 효율을 의미할까?

최근 몇 년 동안 하이 파워는 실제로 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 레이저 가공 산업. 레이커스 레이저가 그 예입니다. 지난해 10kW 이상의 출력을 가진 레이저 판매량은 2380대(역대 총 3200대)를 돌파했으며, 이는 2020년 대비 243% 증가한 수치로 다른 국내 경쟁업체를 훨씬 능가하는 수치입니다. 출력 면에서 레이커스 레이저의 연속 파이버 레이저 제품은 국내 최초로 100kW에 도달했습니다.

하지만 출력이 높다고 해서 레이저 제품의 처리 효율이 반드시 높아질까요? 대답은 반드시 그렇지는 않습니다. 이는 레이저의 핵심 구성 요소(액티브 파이버, 펌프 소스, 고출력 결합기 등)의 구성과 레이저의 유형 및 두께에 따라 달라집니다. 판금 고객이 처리하고 있습니다. 첫째, 레이저의 핵심 구성 요소 구성이 처리 효율에 큰 영향을 미칩니다.

고급 핵심 구성 요소와 이들의 매칭을 통해 동일한 출력의 다른 브랜드 레이저보다 처리 효율이 높아질 수 있습니다.

둘째, 고객이 가공하는 판금의 종류와 두께는 물론 용접 및 오버레이와 같은 다양한 응용 분야도 고려해야 하며, 이는 가공 효율에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 단순히 파워를 비교하는 것만으로는 처리 효율을 측정할 수 없습니다.

다양한 두께의 탄소강을 절단할 때 12kW, 20kW, 30kW 레이커스 레이저가 어떻게 비교되는지 살펴보겠습니다.

표는 공기 지원으로 10mm 두께의 탄소강을 절단하는 30kW 레이저가 20kW 레이저보다 25% 더 효율적이라는 것을 보여줍니다. 효율이 증가하기는 하지만 이점은 그다지 크지 않습니다. 그러나 25mm 두께의 탄소강을 절단할 때는 30kW 레이저가 20kW 레이저(산소 지원 포함)보다 114.3% 더 효율적이기 때문에 이점이 분명합니다.

따라서 실제 적용 시 고객은 처리하는 판금의 종류와 두께에 가장 적합한 고출력 제품을 선택해야 합니다. 얇은 판재를 주로 가공하는 고객은 처리 효율 요구 사항을 가장 잘 충족하는 킬로와트급 제품을 선택해야 합니다.

두꺼운 판재를 많이 가공하거나 작업량이 많은 경우에는 더 높은 출력의 킬로와트급 레이저를 선택해야 합니다.

많은 고객이 작업량이 많기 때문에 장비에 30kW 레이커스 레이저를 장착합니다. 이들은 얇은 판재, 중간 판재, 두꺼운 판재, 절단 속도, 단면 품질 및 기타 포괄적인 요구 사항을 처리할 수 있는 능력을 높이 평가합니다.

특히 중간 및 두꺼운 판재를 공기로 절단할 때 공장의 처리 효율을 크게 높이고 전체 운영 비용을 절감하며 투자 회수 기간을 단축할 수 있는 이점이 분명합니다.

오해 2: 동일한 전력 수준에서 더 작은 광코어가 더 낫다?

더 높은 출력과 밝기가 현재 레이저 기술의 획기적인 발전이라는 것은 잘 알려져 있습니다. 일부 레이저 제조업체는 광섬유 코어가 작을수록 더 밝다는 믿음을 전파하여 고객들이 광섬유 코어가 작을수록 레이저가 더 강력하다고 잘못 믿도록 유도했습니다. 그러나 이는 잘못된 생각입니다.

레이저의 밝기는 BPP(빔 파라미터 곱)와 밀접한 관련이 있으며, BPP=ω₀로 계산됩니다.여기서 ω₀는 빔 허리 반경이고 θʀ는 레이저 빔의 원거리 발산 각도입니다. BPP 값이 낮을수록 빔 품질이 좋음을 나타냅니다. 밝기는 단위 면적과 단위 솔리드 각도 내의 전력으로 정의되며, 밝기 Br=P/(πBPP)².

고휘도를 달성하기 위한 두 가지 전제 조건은 레이저의 출력을 높이고 빔 품질을 개선하는 것입니다. 이 두 가지 측면을 단독으로 또는 복합적으로 개선하면 레이저의 밝기를 높일 수 있습니다. 출력을 높이는 방법은 여러 가지가 있지만, 빔 품질을 개선한다고 해서 반드시 코어 직경이 더 작은 광섬유를 사용해야 하는 것은 아닙니다.

이는 파이버 코어 직경이 빔 허리 직경과 같을 수 없기 때문입니다. BPP 값을 줄이고 더 나은 빔 품질을 얻으려면 원거리 발산 각도를 늘리지 않고 파이버 코어를 최소화하는 것이 중요합니다.

• ω₀=허리 반경
• θʀ=원거리 발산 각도

초고출력 파이버 레이저와 관련된 시나리오에서 고객이 원하는 것은 효율성 향상입니다. 이는 두 가지 방법으로 달성할 수 있는데, 첫째는 파이버 레이저의 전기 광학 변환 효율을 향상시켜 에너지와 비용을 절감하는 것이고, 둘째는 전반적인 가공 효율을 개선하여 수익성을 높이는 것입니다. 레이저 가공은 시스템 엔지니어링 작업입니다.

공작 기계, 시스템, 가스 경로, 가공 헤드, 레이저 소스, 판금 및 가공 기술 간의 다차원적 일치와 상호 향상을 달성해야만 시스템 활용도를 진정으로 개선하여 최적의 수익을 창출할 수 있습니다.

레이커스 레이저의 킬로와트 시리즈 파이버 레이저는 40% 이상의 전기 광학 변환 효율을 자랑하며 발산 각도를 크게 최적화하여 시중의 모든 브랜드의 다양한 광학 구성의 커팅 헤드 및 시스템과 더 잘 어울립니다. 따라서 얇은 판재, 중간 판재, 두꺼운 판재에 대한 고객의 절단 요구 사항을 잘 충족합니다.

오해 3: 동일한 전원에서 단일 모듈과 다중 모듈 중에서 선택하는 방법은 무엇인가요?

파이버 레이저 모듈은 단일 모듈과 다중 모듈로 나뉩니다. 절단 애플리케이션에서 집중된 광점은 절단 품질에 큰 영향을 미칩니다. 단일 모듈 킬로와트 레이저는 단일 파이버 증폭을 사용하여 빔이 거의 가우스 분포에 가깝게 분산되고 에너지가 상대적으로 집중되어 킬로와트 수준에 도달합니다.

일반적으로 모드 변환을 사용하여 빔 균질화를 달성하지만, 디바이스 일관성으로 인해 그 효과는 상당한 변동이 있을 수 있습니다.

멀티 모듈 킬로와트 레이저는 일반적으로 여러 개의 2000~6000W 광 모듈을 사용하여 결합된 빔을 형성함으로써 여러 빔의 오버레이를 달성하고 더 나은 일관성을 가진 균질화 효과를 자연스럽게 형성합니다.

단일 모듈 킬로와트 레이저의 장점은 중간 두께의 판재를 절단할 때 속도가 빠르다는 점입니다. 멀티 모듈 12000 레이저와 비교하여 단일 모듈 12000 레이저는 다음과 같은 분야에서 효율성이 뛰어납니다. 스테인리스 스틸 절단 질소 또는 공기 지원으로 20mm 미만의 다양한 두께로 제작할 수 있습니다.

멀티 모듈 킬로와트 레이저는 빔 균질화 성능이 더 우수하여 후판의 절단 품질 측면에서 더 유리합니다. 일부 고객은 가공 섹션에 대한 요구 사항이 매우 높기 때문에 여전히 멀티 모듈 파이버 레이저를 선호합니다.

결론적으로, 단일 모듈과 다중 모듈을 단순 비교하는 것은 불가능합니다. 두 가지 모두 자동차처럼 파이버 레이저의 구성으로, 세단은 도로에 적합하고 오프로드 차량은 산악에 적합합니다. 하지만 세단은 여전히 산을 넘을 수 있고 오프로드 차량은 도로를 달릴 수 있습니다.

따라서 멀티 모드와 단일 모드 파이버 레이저 중 선택은 고객의 실제 처리 요구 사항에 따라 달라집니다.

2. 적합한 킬로와트 레이저 제품은 어떻게 선택하나요?

제품 선택은 시장 애플리케이션 요구 사항을 기반으로 해야 합니다. 대부분의 비즈니스 사용자에게는 특정 애플리케이션 시나리오 요구 사항에 따라 비용 효율적인 레이저를 선택하는 것이 가장 중요합니다. 고객은 처리, 비용, 서비스 측면에서 자신의 요구 사항을 종합적으로 고려할 수 있습니다.

첫째, 처리 요구 사항 측면에서 사용자마다 두께, 속도 및 효율성에 대한 요구 사항이 다릅니다. 플레이트 절단. 따라서 레이저 제품을 선택할 때는 매일 공장에서 절단하는 판재와 두께의 실제 가공 요구 사항을 고려해야 합니다.

둘째, 현재 처리 요구 사항을 극대화하는 동시에 제품 사용 비용도 고려해야 할 주요 요소입니다. 레이저 사용 비용은 제품의 전기 광학 변환 효율, 다운타임 비용, 구매 가격 등 여러 측면에서 비교할 수 있습니다.

마지막으로 레이저는 사용 수명이 긴 고가의 대량 상품입니다. 제품의 성능 매개변수(빔 품질, 전기 광학 변환 효율, 안정성 등) 및 플레이트 절단 요구 사항을 고려할 때, 사용자는 제품의 보증 및 애프터서비스도 고려해야 합니다. 이러한 관점에서 볼 때 잘 알려진 레이저 브랜드를 선택하는 것이 더 나은 선택으로 보입니다.