레이저 커팅 노즐 선택: 최첨단 팁

프로젝트에 적합한 레이저 커팅 노즐을 선택하는 데 어려움을 겪은 적이 있나요? 최적의 노즐을 선택하는 것은 깨끗하고 정밀한 커팅을 달성하고 효율성을 극대화하는 데 매우 중요합니다. 이 글에서는 이러한 결정을 내릴 때 고려해야 할 주요 요소를 살펴보고 정보에 입각한 선택을 할 수 있도록 전문가의 인사이트를 제공합니다. 올바른 노즐이 어떻게 레이저 커팅 결과를 새로운 차원으로 끌어올릴 수 있는지 알아보세요.

목차

레이저 커팅의 영역에서는 커팅의 효율성과 품질이 가장 중요합니다. 이 과정에서 종종 간과되지만 중요한 구성 요소 중 하나는 레이저 커팅 노즐입니다. 노즐은 작고 눈에 잘 띄지 않지만 최적의 성능을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 올바른 노즐 선택의 중요성에 대해 자세히 살펴보고 올바른 선택을 위한 인사이트를 제공합니다.

레이저 커팅 노즐의 역할

레이저 커팅 노즐은 몇 가지 필수 기능을 수행합니다:

  1. 용융 파편 반동에 대한 내성: 절단 공정 중에 용융된 재료가 노즐 쪽으로 반동할 수 있습니다. 고품질 노즐은 이러한 반동을 손상 없이 견딜 수 있어야 합니다.
  2. 가스 확산 제어: 노즐은 가스 확산의 면적과 크기를 제어하는 역할을 합니다. 이는 커팅의 무결성을 유지하고 레이저 빔이 집중되고 효과적으로 유지되도록 하는 데 매우 중요합니다.

I. 품질이 다른 노즐 간에 큰 차이가 있나요?

레이저 커팅에서 노즐 품질의 중요성

레이저 커팅 헤드에 사용되는 노즐의 품질은 성능과 결과물에 큰 차이를 만듭니다. 몇 가지 주요 요소는 노즐 재질과 정밀도에 직접적인 영향을 받습니다:

  • 전도성 및 열 전도성
  • 손쉬운 조정
  • 레이저 커팅 헤드 광학 장치 보호

고품질 노즐은 중요한 기능을 수행합니다:

  1. 커팅 헤드 내부의 섬세한 광학 렌즈 손상 방지
  2. 재료 표면과 커프에 어시스트 가스의 흐름을 정확하게 유도합니다.
  3. 용융된 재료(슬래그)를 효율적으로 제거하여 깨끗한 가장자리를 생성합니다.

따라서 노즐 품질은 커팅 헤드의 수명과 공작물의 절단 품질 모두에 직접적인 영향을 미칩니다.

OEM 노즐과 타사 노즐

커팅 헤드의 주문자 상표 부착 생산(OEM) 업체에서 제공하는 노즐은 프리미엄 가격이 책정되는 경향이 있습니다. 이로 인해 보다 저렴한 타사 노즐에 대한 수요가 높아졌지만 모든 타사 공급업체가 OEM 소모품의 품질과 정밀도에 맞는 노즐을 생산할 수 있는 제조 역량을 갖춘 것은 아닙니다. 최근 몇 년 동안 파이버 레이저 커터의 가격 경쟁이 치열해지면서 노즐과 같은 액세서리도 가격 압박이 커지고 있습니다.

저렴한 가격을 위해 품질을 희생하는 위험성

노즐과 같은 중요한 구성 요소의 품질을 고려하지 않고 최저 가격을 추구하면 오히려 역효과가 날 수 있습니다. 품질이 떨어지는 노즐을 사용하면 다음과 같은 위험이 증가합니다:

  • 값비싼 광학 부품의 부적절한 보호
  • 일관성 없는 보조 가스 흐름 및 절단 품질 저하
  • 노즐 교체 및 조정으로 인한 가동 중단 시간 증가
  • 잦은 노즐 교체가 필요한 조기 고장

II. 노즐을 잘못 선택하면 어떤 결과가 발생하나요?

레이저 커팅기의 노즐 선택과 유지관리는 최적의 성능과 정밀도를 보장하는 데 매우 중요합니다. 노즐을 잘못 선택하거나 유지보수를 잘못하면 절단 공정과 최종 제품의 품질에 큰 영향을 미치는 여러 가지 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 주요 결과는 다음과 같습니다:

1. 처리 정확도 감소

노즐은 레이저 빔과 보조 가스를 절단 영역으로 보내는 데 중요한 역할을 합니다. 노즐 설계가 적절하지 않거나 잘 관리되지 않으면 레이저 빔의 정밀도가 저하될 수 있습니다. 이로 인해 절단 경로가 부정확해져 필요한 사양을 충족하지 못하는 부품이 나올 수 있습니다.

2. 가스 유량 감소

일반적으로 산소 또는 질소인 보조 가스는 절단에서 용융된 재료를 제거하고 산화를 방지하기 때문에 절단 공정에 필수적입니다. 노즐을 잘못 선택하면 가스 유량이 제한되어 절단 지점에서 가스 공급이 불충분해질 수 있습니다. 이로 인해 절단 품질이 저하되고 절단된 재료의 가장자리에 드로스 형성이 증가할 수 있습니다.

3. 불안정한 공기 흐름 방향

노즐은 깨끗하고 정밀한 커팅을 위해 안정적이고 방향성 있는 공기 흐름을 보장해야 합니다. 노즐이 올바르게 설계되지 않았거나 손상된 경우 공기 흐름이 난류가 되어 불안정해질 수 있습니다. 이러한 불안정성은 커팅 프로세스를 방해하여 불규칙한 커팅과 커팅 모서리의 거칠기 증가로 이어질 수 있습니다.

4. 재료의 비효율적인 용융

레이저 커팅 공정은 재료를 효율적으로 녹이고 제거하는 데 의존합니다. 노즐을 잘못 선택하면 레이저가 재료에 정확하게 초점을 맞추는 능력에 영향을 미쳐 비효율적인 용융이 발생할 수 있습니다. 이러한 비효율성은 특히 두꺼운 소재의 경우 불완전한 절단을 유발하여 원하는 절단 깊이를 얻기가 어렵거나 불가능하게 만들 수 있습니다.

5. 용융 파편 생산

노즐이 보조 가스를 제대로 보내지 못하면 절단 부위 주변에 용융된 잔해물이 쌓일 수 있습니다. 이 잔해는 재료 표면에 달라붙어 결함을 일으키고 추가 후처리를 통해 청소해야 할 수 있습니다. 과도한 용융 파편은 레이저 커팅기의 노즐 및 기타 구성품도 손상시킬 수 있습니다.

6. 두꺼운 재료 절단의 어려움

두꺼운 재료에는 정밀하고 강력한 레이저 커팅 기능이 필요합니다. 노즐을 잘못 선택하면 레이저가 두꺼운 재료를 효과적으로 관통하고 절단하는 데 방해가 될 수 있습니다. 이로 인해 불완전한 절단, 레이저 절단기의 마모 증가, 가공 중인 재료의 잠재적 손상으로 이어질 수 있습니다.

너무 큰 노즐 선택하기

거친 위쪽 줄무늬와 아래쪽 후행선(왼쪽)
톱니 모양의 가장자리가 있는 거친 상단 스트라이프(오른쪽)

너무 작은 노즐 선택하기

불완전한 절단(왼쪽) 레이어드 절단(오른쪽)

III. 노즐의 종류는 무엇인가요?

판금 가공, 특히 레이저 절단 및 이와 유사한 응용 분야에서 노즐 설계는 절단 공정의 효율성과 품질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 가스 유량에 따라 주로 두 가지 유형의 노즐 설계가 활용됩니다:

1. 저속 노즐

저속 노즐은 가스 유속이 음속보다 낮은 것이 특징입니다. 이러한 노즐은 일반적으로 절단 공정에 대한 높은 정밀도와 제어가 필요한 애플리케이션에 사용됩니다. 그러나 가스 속도가 낮기 때문에 두껍거나 점성이 높은 재료를 절단하는 데는 효과적이지 않을 수 있습니다.

2. 고속 노즐

고속 노즐은 음속에 가까운 가스 유속으로 작동합니다. 고속 노즐의 작동 원리는 가스가 노즐을 통과할 때 가속되는 로켓이나 제트 엔진의 배기 메커니즘과 유사합니다. 이러한 가속 효과는 더욱 농축되고 강력한 가스 분사를 제공하여 특히 점성이 있는 재료의 절단 성능을 향상시킵니다.

노즐 성능에 영향을 미치는 요인

저속 노즐과 고속 노즐의 성능에는 여러 가지 요인이 영향을 미칩니다:

커팅 헤드 캐비티의 가스 압력

커팅 헤드 캐비티 내의 가스 압력은 매우 중요합니다. 가스 압력이 높을수록 더 집중적이고 강력한 가스 분사를 보장하여 절단 속도와 품질을 향상시킬 수 있습니다.

노즐 직경

노즐의 직경은 가스 제트의 유량과 농도에 영향을 미칩니다. 직경이 작을수록 더 농축된 제트가 생성되어 정밀 절단에 유리하며, 직경이 클수록 더 두꺼운 재료를 절단하는 데 사용할 수 있습니다.

노즐의 내부 모양

노즐의 내부 모양에 따라 가스의 방향과 가속도가 결정됩니다. 잘 설계된 내부 모양은 난류를 최소화하고 가스 흐름의 효율성을 극대화할 수 있습니다.

노즐 배출구의 모양

노즐 배출구의 모양도 절단 공정에서 중요한 역할을 합니다. 적절한 모양의 배출구는 균일한 가스 흐름을 보장하고 절단에 불규칙성이 발생할 가능성을 줄일 수 있습니다.

비교 분석

  • 고속 노즐: 가스를 가속하여 더 강력하고 집중된 분사력을 생성하기 때문에 점성이 있는 재료를 절단하는 데 이상적입니다. 이 유형의 노즐은 더 매끄러운 모서리와 적은 드로스로 우수한 절단 결과를 얻을 수 있습니다.
  • 저속 노즐: 높은 정밀도와 제어가 필요한 용도에 더 적합하지만, 두껍거나 점성이 높은 재료에는 어려움을 겪을 수 있습니다. 절단 높이의 변화는 표면 압력의 변동으로 이어져 절단 품질이 저하될 수 있습니다.

IV. 노즐은 어떻게 선택하나요?

레이저 절단은 현재 가장 효율적이고 고품질이며 정밀한 금속 가공 방법 중 하나로 인정받고 있습니다. 레이저 절단에는 다양한 요인이 영향을 미치며 노즐도 그 중 하나입니다. 다양한 재료를 절단할 때 적절한 노즐을 선택하면 가공을 단순화할 수 있습니다. 그렇다면 올바른 노즐을 올바르게 선택하려면 어떻게 해야 할까요? 오늘 살펴 보겠습니다.

레이저 커팅에서 노즐의 중요성

구리 노즐이라고도 하는 노즐은 레이저 커팅에서 매우 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 커팅 헤드의 하단에 위치하며 레이저 빔과 보조 가스는 모두 노즐을 통해 커팅 재료에 작용합니다. 노즐의 주요 기능은 보조 가스를 모아 고압을 형성하여 절단 재료의 표면과 커프 안으로 방출하는 것입니다. 이렇게 하면 절단 과정에서 녹아 증발한 모재가 날아가 깨끗한 커프가 남습니다. 동시에 녹은 슬래그와 먼지와 같은 오염 물질이 다시 튀어 오르는 것을 방지하여 내부 렌즈를 보호합니다.

최적의 절단을 위한 동심도 보장

더 나은 절단 섹션을 얻으려면 절단 품질에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나인 레이저 빔과 노즐 중심의 동심도를 제어해야 합니다. 따라서 더 나은 절단 섹션을 얻으려면 노즐이 레이저 빔과 동축이어야 합니다.

동축 노즐과 레이저 빔의 효과

노즐 중심과 레이저 빔 중심이 동축이 아닌 경우 절단 품질에 미치는 영향은 다음과 같습니다:

  1. 절단 경로 편차: 절단 가스는 판재를 절단해야 하는 중심점인 노즐 중앙에서 분사됩니다. 레이저가 노즐 중심에 있지 않으면 레이저 작동 지점과 실제 절단 경로 사이에 편차가 발생하여 실제 절단과 예상 효과 사이에 눈에 띄는 불일치가 발생합니다.
  2. 노즐 손상: 레이저가 노즐 중앙에 있지 않으면 정상 작동 중에 빔이 노즐의 내벽에 부딪혀 노즐이 심하게 화상을 입고 실제 절단 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.

노즐 선택 시 고려해야 할 요소

  1. 재료 유형: 재료마다 다른 노즐이 필요합니다. 예를 들어 스테인리스 스틸을 절단할 때는 알루미늄이나 탄소강을 절단할 때와는 다른 노즐이 필요할 수 있습니다.
  2. 재료의 두께: 절단할 재료의 두께가 노즐 크기에 영향을 미칩니다. 일반적으로 재료가 두꺼울수록 더 강력한 가스 흐름을 허용하기 위해 더 큰 노즐이 필요합니다.
  3. 사용 가스 유형: 보조 가스(산소, 질소 또는 공기)의 종류에 따라 노즐 선택에 영향을 줄 수 있습니다. 각 가스는 절단 공정에 영향을 줄 수 있는 서로 다른 특성을 가지고 있습니다.
  4. 커팅 속도 및 품질: 원하는 절단 속도와 품질에 따라 노즐 선택도 결정됩니다. 절단 속도가 빠를수록 더 높은 압력과 유량을 처리할 수 있는 노즐이 필요할 수 있습니다.
레이저 커팅 헤드 노즐 조리개

더 나은 절단 섹션을 얻으려면 절단 품질에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나인 레이저 빔과 노즐 중심의 동심도를 제어해야 합니다. 따라서 더 나은 절단 섹션을 얻으려면 노즐이 레이저 빔과 동축이어야 합니다.

레이저 빔과 노즐이 동축인지 확인하려면 다음 단계의 테스트가 필요합니다:

레이저 빔과 노즐은 동축입니다.
  1. 노즐 입구에 투명 테이프를 붙이고 원형의 가장자리가 테이프와 완전히 겹치도록 합니다;
  2. 장치 전원을 약 100W로 조정하고 도트 촬영 모드를 사용하여 투명 테이프에 레이저를 조사합니다;
  3. 투명 테이프를 제거하고 원형 가장자리와 레이저 구멍의 위치 사이의 관계를 관찰합니다.

구멍이 원의 중앙에 있으면 레이저 빔과 노즐이 동축이며 조정이 필요하지 않음을 의미합니다. 구멍이 원의 중심과 동축이 아니거나 구멍이 보이지 않는 경우(레이저 빔이 노즐의 내벽에 닿는 경우) 레이저 커팅 헤드의 조정 나사를 조정해야 합니다. 레이저 구멍이 노즐의 중심과 일치할 때까지 1~3단계를 반복합니다.

노즐 유형 선택

단일 레이어 노즐

단일 레이어 노즐은 가스 유속이 상대적으로 느린 것이 특징입니다. 일반적으로 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금 및 구리와 같은 금속 절단에 사용됩니다. 이 노즐은 일반적으로 질소를 보조 가스로 사용합니다. 느린 가스 흐름은 과도한 산화 없이 더 깨끗한 절단을 달성하는 데 도움이 되므로 이러한 재료에 적합합니다.

더블 레이어 노즐

반면 이중층 노즐은 가스 유속이 더 빠르기 때문에 고속 절단 작업에 적합합니다. 탄소강 절단에 자주 사용되며 일반적으로 보조 가스로 산소를 사용합니다. 고속 가스 흐름은 절단 효율을 향상시키지만 산화로 인해 절단 표면이 검게 변하기도 합니다.

노즐 크기 선택

노즐 입구의 크기는 절단 재료에 작용하는 가스 유속을 결정하고 용융 재료의 제거에 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다. 다음은 고려해야 할 몇 가지 핵심 사항입니다:

  • 가스 유속 및 재료 제거: 노즐 입구가 클수록 가스 흐름이 빨라져 커프에서 용융된 재료를 날려버리는 능력이 향상됩니다.
  • 플레이트 두께: 이론적으로 두꺼운 판재는 효과적인 절단을 위해 충분한 가스 흐름을 보장하기 위해 더 큰 노즐이 필요합니다. 그러나 노즐이 크면 용융된 재료가 위로 튈 위험이 높아져 렌즈의 수명이 단축될 수 있습니다.
  • 노즐 유지 관리: 변형된 노즐이나 녹은 물방울이 있는 노즐은 절단 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 노즐을 조심스럽게 다루어 충격이나 변형을 방지하고 녹은 물방울이 있으면 즉시 청소해야 합니다.

노즐 선택 시 고려해야 할 요소

처리 요구 사항

  • 단일 레이어 노즐: 주로 질소로 스테인리스 스틸 및 알루미늄 판을 절단하는 데 사용됩니다.
  • 더블 레이어 노즐: 주로 탄소강을 산소로 절단하는 데 사용됩니다.

재료

노즐은 일반적으로 두 가지 재료로 만들어집니다:

  • 보라색 구리: 더 나은 전도성과 열 성능을 제공합니다.
  • 황동: 일반적으로 사용되지만 보라색 구리에 비해 성능이 약간 떨어집니다.

크기

노즐의 조리개 크기에 따라 가스 유량과 가스 필드의 모양이 결정됩니다. 재료 두께에 따른 권장 사항은 다음과 같습니다:

  • 3mm 미만: 노즐 직경 1mm.
  • 3mm 이상: 노즐 직경 1.5mm.
  • 10mm 이상: 노즐 직경 2mm 이상.

처리 정확도

  • 동심도: 고품질 레이저 헤드 노즐의 동심도는 0.03mm여야 합니다. 크기가 1.0mm 이하인 노즐의 경우 0.02mm 이상의 동심도를 권장합니다. 고정밀 동심도는 초기 디버깅 시간을 줄이고 고에너지 레이저가 헤드 내벽에 부딪혀 레이저 헤드가 손상될 위험을 최소화합니다.

V. 일반적인 노즐 소개

일반 노즐

산업용 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 노즐에는 여러 가지 유형이 있습니다. 다음은 가장 일반적인 몇 가지 유형입니다:

단일 레이어 노즐 - S

특징: 슬래그 블로잉을 위한 높은 가스 유량을 갖춘 원추형 내벽.

목적: 스테인리스 스틸과 같은 재료의 용융 절단 및 알루미늄 플레이트.

더블 레이어 노즐 - D

특징: 단일 레이어 노즐을 기반으로 내부 코어가 추가된 이중 레이어 복합 노즐.

목적: 탄소강 모래 절삭용 더블 레이어 2.0 이상

고속 더블 레이어 노즐 - E

특징: 노즐은 뾰족한 모양이며 내부 코어 가장자리에 있는 세 개의 구멍은 일반 이중층 노즐보다 큽니다.

목적: 주로 부드럽고 밝은 표면 마감으로 최대 20mm 두께의 탄소강을 고출력, 고속, 고품질로 절단하는 데 사용됩니다.

고속 단일 레이어 노즐 - SP

특징: 노즐은 뾰족한 모양으로 내벽이 원추형이며 계단식 디자인이 특징입니다.

목적: 주로 두께가 20mm 이상인 탄소강의 고출력, 고속 절단에 사용되어 표면 마감이 매끄럽고 밝습니다. 또한 산소 집중 절단 응용 분야에도 적합합니다.

고속 싱글 레이어 노즐 - SD

특징: 노즐은 원뿔형 내벽과 더 큰 노즐 오리피스 면적을 가진 뾰족한 모양입니다.

목적: 주로 두께가 20mm 이상인 탄소강의 고속 절단에 사용되며, 절단 품질이 향상되고 부드럽고 안정적인 절단 성능을 제공합니다.

부스트 노즐 - B

특징: 단일 레이어 노즐에서 개선된 이 노즐은 노즐 오리피스에 스텝 레이어가 있습니다.

목적: 저압에서 질소 또는 압축 공기로 스테인리스강 및 탄소강의 고출력 절삭에 사용할 수 있습니다.

VI. 노즐을 설치하고 조정하는 방법은 무엇인가요?

노즐 설치 단계

  1. 기존 노즐의 나사 풀기:
    • 레이저 커팅 헤드에서 나사를 풀어 기존 노즐을 조심스럽게 제거합니다. 부상이나 손상을 방지하기 위해 기계의 전원을 끄고 냉각된 상태인지 확인합니다.
  2. 새 노즐 설치:
    • 새 노즐을 레이저 커팅 헤드 위에 놓습니다. 적절한 힘으로 조여 단단히 부착되었는지 확인하고 손상을 방지하기 위해 과도하게 조이지 않도록 합니다.
  3. 커패시턴스 재보정:
    • 노즐을 교체한 후에는 커패시턴스를 재보정하는 것이 중요합니다. 이 단계를 통해 레이저 커팅 헤드가 정확한 초점과 최적의 성능을 유지할 수 있습니다.

예시: BLT 12kW 레이저 커팅 헤드 노즐 보정

BLT 12kW 레이저 커팅 헤드의 경우, 다른 노즐과 페어링할 때 초점을 보정해야 합니다. 다음은 다양한 노즐에 권장되는 초점입니다:

더블 레이어 노즐

  • 1.2E 노즐:
    • 3mm-12mm 탄소강판 절단에 적합합니다.
    • 권장 초점: 5-11.
  • 1.4E 노즐:
    • 권장 초점: 9-14.
  • 1.6E 노즐:
    • 권장 초점: 11-16.
  • 1.8E 노즐:
    • 권장 초점: 13-18.

SP 싱글 레이어 노즐

  • 1.2 노즐:
    • 권장 초점: 8-13.
  • 1.4 노즐:
    • 권장 초점: 10-15.
  • 1.6 노즐:
    • 권장 초점: 12-17.
  • 1.8 노즐:
    • 권장 초점: 14-19.

올바른 설치 및 보정의 중요성

최적의 성능과 절단 품질을 보장하려면 노즐을 올바르게 설치하고 보정하는 것이 중요합니다. 잘못 설치하거나 보정하면 절단 결과가 나빠지고 기계 마모가 증가하며 공작물이 손상될 수 있습니다. 최상의 결과를 얻으려면 항상 제조업체의 노즐 설치 및 보정에 대한 지침과 권장 사항을 따르십시오.

VII. 일반 노즐에 대한 권장 사항

산소로 탄소강 레이저 절단용 노즐을 선택할 때는 레이저 출력과 재료의 두께가 중요한 요소입니다. 아래는 레이저 출력과 재료 두께에 따라 권장되는 노즐입니다:

레이저절단 두께(산소가 있는 탄소강의 밝은 표면 절단)권장 노즐
저전력 레이저(≤6000W)16-20mm1.4D-1.6D 일반 원추형 노즐
고출력 레이저(≥6000W, 사용 시 레이커스 12kW 예시)3-12mm1.2E 듀얼 레이어 고속 노즐
12-14mm1.2B-1.4E 듀얼 레이어 고속 노즐
16-20mm1.4E-1.6E 듀얼 레이어 고속 노즐
22-35mmSP1.4-SP1.8 단일 레이어 고속 노즐
또는
1.4E-1.8E 듀얼 레이어 고속 노즐
35-40mmSP1.6-SP1.8 단일 레이어 고속 노즐
또는
1.6E-1.8E 듀얼 레이어 고속 노즐

품질 고려 사항

시중에 판매되는 노즐의 품질은 크게 다를 수 있습니다. 최적의 성능과 절단 품질을 보장하기 위해 위에 제공된 사양에 따라 노즐을 신중하게 구분하고 평판이 좋은 일반 채널을 통해 구매하는 것이 좋습니다.

이러한 권장 사항을 준수하면 레이저 기술을 사용하여 탄소강에 대해 효율적이고 고품질의 절단 결과를 얻을 수 있습니다.

자주 묻는 질문

다음은 자주 묻는 질문에 대한 답변입니다:

레이저 커팅 노즐의 종류와 용도는 무엇인가요?

레이저 커팅 노즐에는 여러 가지 유형이 있으며, 각 노즐은 특정 용도와 재료에 맞게 설계되었습니다. 단층 노즐은 구조가 단순하며 일반적으로 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금, 구리 및 황동과 같이 두께가 6mm 미만인 재료를 절단하는 데 사용됩니다. 이 노즐은 종종 질소를 보조 가스로 사용하여 재료 산화를 방지하면서 우수한 절단 품질과 매끄러운 모서리를 얻을 수 있습니다. 얇은 판금 및 복잡한 패턴 절단과 같이 정밀하고 깨끗한 절단이 필요한 분야에 이상적입니다.

이중층 노즐은 보호층을 포함하여 더 복잡한 구조를 가지고 있으며 일반적으로 탄소강, 티타늄, 구리 및 황동과 같이 6mm를 초과하는 두꺼운 재료를 절단하는 데 사용됩니다. 이 노즐은 일반적으로 산소를 산화 절단을 위한 보조 가스로 사용합니다. 자동차 및 항공우주 산업과 같이 높은 정밀도와 매끄러운 모서리가 필요한 분야와 복잡한 디자인의 두꺼운 금속을 절단하는 데 적합합니다.

노즐은 모양에 따라 평행형, 수렴형, 원뿔형으로 분류할 수도 있습니다. 모양은 공기 흐름 방향과 압력에 영향을 미치며, 이는 결국 커팅 품질과 효율성에 영향을 미칩니다. 원형 구리 노즐은 또 다른 유형으로, 두꺼운 재료 절단 및 범용 절단 작업에 이상적이며 절단 과정에서 생성되는 용융 재료를 효과적으로 제거하는 균일한 가스 흐름을 제공합니다.

노즐의 직경은 매우 중요하며 커프에 유입되는 기류의 모양과 가스 확산 면적을 결정합니다. 소구경 노즐(0.8-1.5mm)은 얇은 재료를 절단하는 데 이상적이며, 중구경 노즐(1.5-3.0mm)은 범용 절단 작업에 적합하고, 대구경 노즐(2.5mm 이상)은 두꺼운 재료를 절단하는 데 사용됩니다.

노즐의 길이는 가스 분사 속도와 절단 속도에 영향을 미치며, 노즐이 길수록 가스 분사 속도가 빨라지지만 마모되기 쉽습니다. 노즐의 선택은 레이저 출력에 따라 달라지며, 다양한 재료를 절단하기 위해 6000W 이하 및 그 이상의 레이저 출력 수준에 대한 구체적인 권장 사항이 있습니다.

전반적으로 레이저 커팅 노즐의 선택은 재료 두께, 원하는 커팅 품질 및 특정 응용 분야 요구 사항에 따라 달라집니다. 노즐의 성능과 수명을 최적화하려면 표면 연마 및 고정밀 동심도 보장을 포함한 적절한 유지 관리가 필수적입니다.

다양한 재료 두께 절단에 적합한 노즐을 선택하려면 어떻게 해야 하나요?

다양한 재료 두께를 절단하는 데 적합한 노즐을 선택하려면 노즐 크기, 재료 유형, 레이저 출력, 노즐 재료 및 특정 절단 요건 등 여러 가지 요소를 고려해야 합니다. 얇은 판재(3mm 미만)의 경우 가스 유속이 빠르고 절단 모서리가 더 부드러워지므로 노즐 직경이 0.8~1.5mm로 작은 것이 좋습니다. 중간 두께의 플레이트(3mm-10mm)의 경우 일반적으로 1.5-3.0mm의 노즐 직경이 적합하며, 슬래그 형성 없이 적절한 가스 흐름을 보장합니다. 두꺼운 플레이트(10mm 이상)의 경우 충분한 가스 흐름과 압력을 보장하기 위해 2mm 이상의 더 큰 노즐 직경이 필요합니다.

노즐의 재질도 중요한 역할을 하는데, 구리 노즐은 황동에 비해 열전도율이 우수하여 선호되는 경우가 많습니다. 고정밀 동심 노즐은 절단 정확도를 유지하는 데 중요하며, 1mm 이상 노즐의 경우 0.03mm, 1mm 미만 노즐의 경우 0.02mm의 동심도를 권장합니다.

또한 노즐의 유형은 사용되는 보조 가스에 따라 달라지는데, 단층 노즐은 일반적으로 스테인리스강, 알루미늄 및 황동과 같은 재료에 질소와 함께 사용되며 이중층 노즐은 탄소강 절삭에 산소와 함께 사용됩니다.

노즐과 공작물 사이의 거리인 노즐 높이는 절단 시 0.7~1.2mm 범위 내에서 유지해야 하며, 펀칭 시에는 약간 더 높게(3.5~4mm) 유지하여 튀어서 초점 렌즈가 오염되는 것을 방지해야 합니다.

레이저 출력은 또 다른 중요한 요소로, 레이저 출력 ≤6000W의 경우 탄소강 절단에는 직경 S1.0~5.0의 이중층 노즐이 적합하고 스테인리스강에는 단일층 노즐이 사용됩니다. 더 높은 레이저 출력(≥6000W)의 경우 탄소강에는 직경 D1.2-1.8의 이중층 고속 노즐 또는 단일층 팬형 노즐을 사용하는 것이 좋습니다.

산화 방지 처리가 잘 된 매끄러운 노즐 표면은 절단 시 용융물의 부착을 줄이고 노즐의 수명을 연장할 수 있습니다. 이러한 기준을 고려하면 절단 품질, 효율성 및 레이저 절단 장비의 수명을 최적화하는 데 적합한 노즐을 선택할 수 있습니다.

노즐은 레이저 커팅 품질에 어떤 영향을 미치나요?

레이저 커팅의 노즐은 몇 가지 주요 요소를 통해 커팅 품질에 큰 영향을 미칩니다. 첫째, 노즐 직경이 중요한 역할을 합니다. 직경이 작을수록 빔 초점이 더 좁아지고 가스 속도가 빨라져 얇은 재료를 고정밀로 절단하고 드로스 형성을 방지하며 깨끗한 가장자리를 보장하는 데 이상적입니다. 반대로 노즐 직경이 클수록 더 넓은 커프를 생성하고 용융된 재료를 쉽게 제거할 수 있으므로 두꺼운 재료에 적합합니다.

노즐과 레이저 빔 사이의 정렬, 즉 동축성은 균일한 가스 흐름을 위해 필수적입니다. 정렬이 잘못되면 가스가 고르지 않게 분배되어 특히 두꺼운 재료와 날카로운 모서리에서 용융 얼룩이 생기고 절단 품질이 저하될 수 있습니다. 스탠드오프 거리 또는 노즐 팁과 재료 표면 사이의 간격도 절단 품질에 영향을 미칩니다. 거리가 너무 짧으면 충돌이 발생할 수 있고, 너무 길면 가스 확산과 절단 잔류물이 발생할 수 있으므로 최적의 거리를 유지해야 안정적인 가스 흐름을 보장할 수 있습니다.

노즐 높이는 충돌을 방지하고 효과적인 가스 흐름을 보장하기 위해 신중하게 제어해야 합니다. 높이가 너무 낮으면 노즐이 손상될 위험이 있고, 너무 높으면 가스 압력이 감소하여 절단 품질이 저하됩니다. 변형된 노즐은 레이저 빔과의 동축성을 방해하여 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 노즐 변형을 방지하기 위한 정기적인 유지보수는 매우 중요합니다. 청소와 점검은 막힘과 손상을 방지하여 일관된 절단 품질을 보장합니다.

마지막으로, 노즐 직경은 재료 두께와 일치해야 합니다. 얇은 판재는 정밀도를 위해 직경이 작을수록 유리하고, 두꺼운 판재는 더 많은 슬래그와 느린 절단 속도를 처리하기 위해 직경이 커야 합니다. 다양한 재료 두께에서 고품질 절단을 달성하려면 노즐을 올바르게 선택하고 유지보수하는 것이 중요합니다.

레이저 커팅 노즐을 유지보수하고 교체하는 모범 사례는 무엇인가요?

레이저 커팅 노즐을 효과적으로 유지 관리하고 교체하려면 다음 모범 사례를 따르세요:

정밀한 커팅을 위해서는 매일 청소하는 것이 중요합니다. 압축 공기를 사용하여 노즐에서 이물질이나 먼지를 제거하세요. 철저한 청소를 위해 부드러운 솔이나 면봉에 이소프로필 알코올을 묻혀 이물질을 제거하세요. 노즐의 마모, 손상 또는 막힘을 점검하고 각 커팅 세션 전에 노즐의 둥글고 청결한 상태를 확인하는 정기적인 점검도 필수입니다. 손상되었거나 과도하게 마모된 노즐은 즉시 교체하세요.

매주 압축 공기나 부드러운 브러시를 사용하여 이물질이 쌓이지 않도록 세밀하게 청소하세요. 레이저가 노즐 중앙에서 방출되도록 정렬 및 보정을 정기적으로 점검하여 불안정한 절단과 버를 방지하기 위해 필요에 따라 조정해야 합니다.

노즐의 침식, 부식 또는 물리적 손상 징후가 있는지 정기적으로 검사하여 마모를 파악하고 이러한 조건이 관찰되면 즉시 교체하여 최적의 절단 성능을 유지하세요. 가동 중단 시간을 최소화하고 지속적인 작동을 보장하기 위해 예비 노즐과 소모품을 비축해 두세요.

노즐이 오염되지 않도록 장갑을 착용하고 청결한 상태를 유지하면서 조심스럽게 다루세요. 이소프로필 알코올과 같은 특수 세척 용액을 사용하면 노즐과 세라믹 링을 효과적으로 세척하여 물이나 오염 물질이 남지 않도록 할 수 있습니다. 노즐의 수명을 연장하려면 설치 후 커팅 헤드의 윗부분을 마스킹 테이프로 밀봉하는 등의 예방 조치를 고려하세요.

이러한 관행을 준수하면 레이저 커팅기의 노즐을 최적의 상태로 유지하여 기계 고장 위험을 줄이고 절단 정확도를 높이며 기계의 수명을 연장할 수 있습니다.

레이저 커팅용 노즐을 선택할 때 고려해야 할 기술 사양은 무엇인가요?

레이저 절단용 노즐을 선택할 때는 장비의 최적의 절단 성능, 유지보수 및 수명을 보장하기 위해 몇 가지 기술 사양과 요소를 고려해야 합니다. 먼저 노즐의 유형이 중요한데, 단층 노즐은 질소를 이용한 융착 절단에 사용되며 스테인리스 스틸 및 알루미늄과 같은 재료에 적합하고, 이중층 노즐은 산소를 이용한 산화 절단에 사용되며 탄소강 및 두꺼운 재료에 이상적입니다.

노즐 직경은 재료 두께에 따라 달라지는 중요한 요소입니다. 얇은 판재(3mm 미만)의 경우 0.8-1.5mm 직경이 권장되며, 중간 두께(3mm-10mm)의 경우 1.5-3.0mm, 두꺼운 판재(10mm 이상)의 경우 2mm 이상의 직경이 필요합니다. 노즐 길이(일반적으로 15~25mm)도 가스 주입 속도와 절단 속도에 영향을 미치며, 노즐이 길수록 이러한 속도는 빨라지지만 마모되기 쉽습니다.

평행, 수렴, 원뿔형, 테이퍼형, 원통형 팁 등 노즐 모양과 디자인은 공기 흐름과 절단 성능에 영향을 미칩니다. 수렴형 노즐은 가스 흐름을 집중시켜 정밀도를 높이고, 원통형 팁은 두꺼운 재료에 더 적합합니다. 노즐 배출구와 레이저 빔 사이의 동축성과 정렬은 절단 품질을 유지하는 데 매우 중요하며, 정렬이 잘못되면 불안정한 천공 및 과용융과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

노즐과 공작물 사이의 거리는 일반적으로 0.5~4.0mm로 절단 품질에 영향을 미치며, 절단 시 일반적으로 0.7~1.2mm의 간격을 유지합니다. 노즐의 수명을 연장하려면 정기적인 청소와 세심한 보관 등 적절한 유지 관리가 필수적입니다.

레이저 출력도 노즐 선택에 영향을 미치며, 출력 ≤6000W의 경우 탄소강에는 직경 1.0~5.0mm의 이중층 노즐이, 스테인리스강에는 단일층 노즐이 사용됩니다. 전력 ≥6000W의 경우 직경 1.2-1.8mm의 고속 노즐이 자주 사용됩니다. 노즐 제조의 정밀도는 매우 중요하며, 더 작은 직경의 경우 0.03mm 또는 0.02mm의 동심도가 필요하고, 원활한 가스 흐름을 보장하고 용융 재료의 접착을 방지하기 위해 표면 거칠기는 최대 0.8이어야 합니다.

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Shane
작성자

Shane

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MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.

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