10kW 이상의 적합한 파이버 레이저를 선택하는 방법은?

중국 레이저 산업 발전 보고서에 따르면 국내 파이버 레이저 시장에서 국내 기존 저출력 및 중출력 파이버 레이저의 전체 출하량은 국내 파이버 레이저의 전력 및 성능이 점진적으로 향상되어 동일한 전력 구간에서 외국 제품의 출하량을 능가했습니다. 이러한 성과는 수입 대체의 성공을 입증하는 것입니다.

또한, 10kW 이상의 국내 기존 초고출력 파이버 레이저의 전체 출하량은 동일 출력 구간에서 외국 제품과 거의 대등한 수준입니다.

이는 국내 파이버 레이저가 지속적인 독자적인 연구 개발력 강화로 국내 시장에서 인정받고 있음을 나타냅니다.

또한 레이저 제품의 가공에 더 높은 기준이 요구됨에 따라 고출력 10000와트 레이저에 대한 산업 시장의 수요는 매년 증가하고 있습니다. 이러한 추세는 점점 더 널리 퍼지고 있습니다.

고객들은 국내 시장에서 다양한 10000와트 레이저를 접하며 적합한 장비를 선택하는 데 많은 고민을 합니다.

1. 1. 파이버 레이저 선택

Q1: 전력이 높을수록 처리 효율이 높아지나요?

최근 몇 년 동안, 고전력이 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 레이저 가공 산업. Take 레이커스 레이저 를 예로 들어보겠습니다. 지난해 1만 와트 이상의 레이저 제품 판매량은 2,380대로 2020년 대비 2431대 증가하여 총 3,200대를 돌파했습니다. 이 수치는 다른 국내 브랜드보다 훨씬 많은 수치입니다. 레이커스 레이저의 연속 파이버 레이저 제품은 100kW에 도달하여 국내 선례를 세웠습니다.

그러나 출력이 높다고 해서 레이저 제품의 처리 효율이 반드시 높은 것은 아닙니다.

효율은 활성 광섬유, 펌프 소스, 고출력 결합기 등 레이저의 핵심 구성 요소의 구성과 가공되는 플레이트의 유형 및 두께에 따라 달라집니다.

레이저의 핵심 장치 구성은 처리 효율을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 고급 코어 디바이스와 이들의 매칭은 동일한 출력을 가진 다른 브랜드의 레이저보다 높은 처리 효율을 달성할 수 있습니다.

또한 고객이 가공하는 판재의 종류와 두께도 가공 효율을 측정할 때 고려해야 합니다. 또한 용접 및 클래딩과 같은 다양한 응용 분야에는 가공 효율에 영향을 미치는 추가 요소가 있습니다. 따라서 레이저의 출력만을 기준으로 다른 레이저의 가공 효율을 비교하는 것은 적절하지 않습니다.

마지막으로 레이커스의 프로세스 효과를 살펴보겠습니다. 레이저 커팅 12kW, 20kW, 30kW의 다양한 두께를 가진 탄소강입니다.

이 표에는 공정 측정 중 탄소강 절단에 사용되는 출력이 30kW, 20kW 및 12kW인 세 가지 다중 모드 그룹이 나와 있습니다. 표에는 표시되어 있지 않지만 세 가지 모두에 사용되는 보조 가스는 공기입니다.

표를 살펴보면 보조 공기를 사용하여 10mm 두께의 탄소강을 절단할 때 30kW 멀티 모드 그룹의 효율이 20kW 그룹보다 25% 더 높다는 것을 알 수 있습니다.

효율성이 개선되기는 했지만 그다지 크지는 않았습니다. 그러나 25mm 두께의 탄소강을 절단할 때 이점은 더욱 분명해지며, 30kW 멀티 모드 그룹은 20kW 그룹(보조 산소 사용)보다 114.3% 더 높은 효율을 보여줍니다.

제품 적용 사례

실제 적용 측면에서 고객은 가공된 플레이트의 종류와 두께에 따라 가장 적합한 고출력 제품을 선택해야 합니다.

고객의 가공 대부분이 박판과 관련된 경우, 가공 효율 요구 사항을 최대한 충족하기 위해 10000와트 수준의 제품을 선택해야 합니다.

반면, 중간 및 두꺼운 판재가 가공의 대부분을 차지하거나 가공량이 많은 경우 고객은 더 높은 출력의 10000와트 레이저 제품을 선택해야 합니다.

많은 고객이 처리량이 많기 때문에 레이커스 레이저 30kW 레이저가 장착된 장비를 선택합니다. 이 장비는 박판, 중판, 후판의 절단 속도와 단면 품질에 대한 포괄적인 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

다음과 같은 중요한 이점이 있습니다. 에어 커팅 중후판 및 후판을 생산할 수 있어 공장의 처리 효율이 크게 향상됩니다. 이는 결과적으로 전체 운영 비용을 절감하고 더 빠른 수익으로 이어집니다.

Q2: 동일한 전력에서 광케이블 코어가 작을수록 더 좋은가요?

우리 모두 알다시피, 현재 레이저 기술의 혁신은 고출력 및 고휘도에 초점을 맞추고 있습니다.

일부 레이저 제조업체 는 고객들이 '작은 코어가 높은 밝기를 나타낸다'고 잘못 인식하도록 유도하고 있습니다. 하지만 이는 잘못된 생각입니다.

고휘도 레이저의 품질은 빔의 허리 반경(ω₀)과 레이저 빔의 원거리 발산 각도(θʀ)를 사용하여 계산되는 BPP(빔 파라미터 곱) 값과 밀접한 관련이 있습니다. BPP 값이 낮을수록 빔 품질이 더 좋음을 나타냅니다.

밝기는 단위 면적당 전력과 단위 솔리드 각도당 전력으로 정의됩니다. 따라서 높은 밝기를 달성하려면 두 가지 전제 조건이 충족되어야 합니다. 레이저 파워 빔 품질을 개선합니다.

단일 및 공동 개선 모두 레이저 밝기 증가로 이어질 수 있습니다. 그러나 빔 품질을 개선하는 것은 광케이블의 코어 직경을 줄이는 것과는 다릅니다.

이는 코어 직경이 빔 허리 직경과 같을 수 없기 때문입니다. 코어 직경을 줄일 때 빔의 원거리 발산 각도가 증가하지 않아야 BPP 값을 줄이고 더 나은 빔 품질을 얻을 수 있습니다.

BPP=ω₀*θʀ, ω₀는 거들 반경, θʀ는 빔 발산 각도입니다.

초고출력 파이버 레이저의 적용 시나리오에서 고객은 두 가지 측면에서 개선된 이점을 필요로 합니다:

첫째, 광섬유 레이저의 전기 광학 변환 효율을 향상시켜 전기와 비용을 절약할 수 있습니다.

둘째, 종합적인 처리 효율을 개선함으로써 효율성과 수익성 증대라는 목표를 달성할 수 있습니다.

레이저 가공은 공작 기계, 시스템, 가스 경로, 가공 헤드, 레이저 소스, 플레이트 및 가공 기술의 다차원적인 조정과 상호 보완이 필요한 체계적인 프로젝트입니다. 그래야만 시스템의 가동률을 진정으로 높일 수 있고 최적의 수익을 창출할 수 있습니다.

레이커스 레이저 완와 시리즈 파이버 레이저는 전기 광학 변환 효율이 40% 이상이며 발산 각도가 크게 최적화되어 있어 시중에서 판매되는 모든 브랜드의 다양한 광학 구성의 커팅 헤드 및 시스템과 호환됩니다. 이를 통해 얇은 판재, 중간 판재, 두꺼운 판재에 대한 고객의 절단 요구 사항을 더 잘 고려할 수 있습니다.

Q3: 동일한 전원에서 단일 모드 그룹과 다중 모드 그룹을 선택하는 방법은 무엇인가요?

파이버 레이저 모듈의 구성은 단일 모드와 다중 모드의 두 가지 그룹으로 나뉩니다. 절단 애플리케이션에서 절단 품질은 초점 지점에 의해 크게 영향을 받습니다.

단일 모드 10000와트 레이저는 단일 광섬유 증폭을 사용하여 10000와트 레벨을 달성합니다. 빔은 가우시안 분포에 가깝고 에너지가 상대적으로 집중되어 있습니다.

일반적으로 모드 변환 방법은 빔 균질화 효과를 얻기 위해 사용되며, 이는 디바이스의 일관성에 크게 영향을 받습니다.

멀티 모드 10000와트 레이저는 일반적으로 여러 개의 2000~6000와트 광학 모듈을 결합하여 빔을 생성하며, 이 빔이 중첩되어 자연스럽게 균질화 효과와 우수한 일관성을 형성합니다.

단일 모드와 다중 모드 10000와트 파이버 레이저의 빔 패턴 비교

위 두 이미지는 단일 모드 광섬유 레이저를, 아래 두 이미지는 다중 모드 광섬유 레이저를 보여줍니다.

단일 모드 10000 와트 레이저 사용의 장점은 중간 및 얇은 판재에 대한 절단 속도입니다. 레이커스의 싱글 모드 12000 및 멀티 모드 12000 레이저와 비교할 때, 두께가 20mm 미만인 스테인리스 스틸을 절단할 때, 그리고 질소 또는 공기의 도움을 받을 때 싱글 모드 12000 레이저의 절단 효율이 멀티 모드 12000 파이버 레이저보다 더 우수합니다.

단일 모드 그룹 12000W 및 멀티 모드 그룹 12000W

측정된 데이터 효과 비교 스테인리스 스틸 절단 프로세스

멀티 모드 10000 와트 레이저는 더 나은 빔 균질화 효과가있어 두꺼운 이점을 제공합니다. 플레이트 절단 품질이 더 분명해집니다.

일부 고객은 처리 요구 사항이 매우 까다롭기 때문에 멀티모드 파이버 레이저를 선택합니다.

본질적으로 싱글 모드와 멀티 모드 그룹은 단순하게 비교할 수 없습니다. 둘 다 자동차와 유사한 파이버 레이저의 구성입니다.

자동차는 도로용으로 설계된 반면 오프로드 차량은 산악용으로 제작되었습니다. 하지만 자동차는 산을 달릴 수 있고 오프로드 차량은 도로에서도 주행할 수 있습니다.

따라서 멀티 모드 또는 단일 모드 파이버 레이저의 선택은 고객의 특정 처리 요구 사항에 따라 달라집니다.

6mm 탄소 절단 12000W 단일 모듈 스틸 효과

12000W 멀티모드 그룹 커팅 30mm 탄소강 효과

2. 10kW 이상의 레이저 제품을 선택하는 방법은 무엇인가요?

적합한 제품을 선택하는 것은 시장의 애플리케이션 요구 사항에 따라 달라집니다.

대부분의 사용자 기업에서는 특정 애플리케이션 시나리오에 따라 비용 대비 성능이 높은 레이저를 선택하는 것이 중요합니다.

고객은 처리 수요, 비용 수요, 서비스 수요의 세 가지 측면을 기준으로 제품을 종합적으로 평가할 수 있습니다.

첫째, 사용자마다 판재의 절단 두께, 속도 및 가공 효율에 대한 요구 사항이 다릅니다. 따라서 레이저 제품을 선택할 때는 일일 공장 절단 판의 실제 가공 수요와 두께를 고려하는 것이 중요합니다.

둘째, 제품 비용도 현재 처리 수요를 극대화하는 조건에서 레이저를 선택하는 데 중요한 요소입니다. 레이저의 사용 비용은 전기 광학 변환 효율, 셧다운 비용, 구매 가격 및 기타 요인을 기준으로 종합적으로 비교할 수 있습니다.

마지막으로 레이저는 빔 품질, 전기 광학 변환 효율, 안정성, 안정성 등의 제품 성능 파라미터에 관계없이 수명이 긴 고단위 가격의 대량 상품입니다. 플레이트 절단 수요. 또한 사용자는 제품 품질 보증 및 애프터서비스에 중점을 두어야 하므로 평판이 좋은 레이저 브랜드를 선택하는 것이 좋습니다.