튜브 레이저 절단기: 최고의 가이드

현대 기술이 금속 제조 산업을 어떻게 혁신하고 있는지 궁금한 적이 있으신가요? 이 블로그 게시물에서는 튜브 레이저 절단기의 판도를 바꾸는 영향력에 대해 살펴봅니다. 이 혁신적인 도구가 제조업체의 금속 튜브 절단, 성형 및 가공 방식을 어떻게 변화시켜 디자인과 효율성에 대한 새로운 가능성을 열어주고 있는지 알아보세요. 첨단 레이저 기술의 세계와 금속 제조의 미래에 미치는 광범위한 영향에 대해 자세히 알아보세요.

목차

튜브 절단에 레이저를 선택하는 이유는 무엇입니까?

레이저 기술은 재료 가공에 매우 적합한 세 가지 주요 특성인 뛰어난 단색성, 일관성, 콜리메이션을 갖추고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 다양한 산업 분야에서 정밀하고 효율적인 튜브 절단 작업이 가능합니다.

수작업 톱질, 기계 톱질, 롤러 압출, 연마 휠 절단, 가스 용접 등 기존의 튜브 절단 방식은 절단 효율이 낮고 노동 강도가 높다는 단점이 있습니다. 반면 레이저 절단은 뛰어난 처리 속도와 탁월한 절단 품질로 인해 산업 현장에서 널리 채택되고 있습니다.

튜브 제조 산업은 항공우주, 엔지니어링 기계, 운송, 석유화학, 농업 장비 등의 분야에서 튜브 부품이 광범위하게 사용되면서 크게 성장했습니다. 튜브는 낮은 비용, 뛰어난 성형성, 가벼운 구조적 특성, 재료 효율성 등 생산에 있어 여러 가지 이점을 제공합니다. 따라서 튜브 절단은 다양한 산업 공정에서 중요한 역할을 합니다.

튜브 모양, 크기 및 용도가 다양하고 고품질 가공이 필요하기 때문에 가공 장비, 가공 방법 및 기술적 조치를 신중하게 선택해야 합니다. 전통적인 절단 방법으로 원하는 결과를 얻을 수 있는 경우도 있지만, 가공 효율성과 전반적인 효과 측면에서 부족한 경우가 많습니다.

레이저 튜브 절단 기술은 이러한 문제를 해결합니다:

  1. 복잡한 형상에도 높은 정밀도와 정확성 제공
  2. 열 영향 영역 최소화, 소재 왜곡 감소
  3. 비접촉식 가공으로 공구 마모 및 재료 오염 제거
  4. 다양한 재료와 두께를 절단할 수 있는 유연성
  5. 생산성 및 일관성 향상을 위한 자동화 기능
  6. 재료 낭비 감소 및 엣지 품질 개선

튜브 레이저 절단기란 무엇인가요?

튜브 레이저 절단기는 주로 스테인리스강, 탄소강, 아연 도금강 및 기타 산업 및 상업용으로 사용되는 금속 파이프를 포함한 다양한 금속 중공 튜브 재료를 절단하기 위해 설계된 특수 산업 장비입니다. 이 고급 절단 기술은 고출력 파이버 레이저를 사용하여 관형 부품을 정확하고 효율적이며 다양하게 절단할 수 있습니다.

이 기계는 건설, 산업용 배관, 사무용 가구 제조, 스포츠 장비 생산 및 자동차 산업과 같은 다양한 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 다양한 튜브 직경, 벽 두께 및 프로파일을 가공할 수 있기 때문에 튜브 레이저 절단기는 중소기업과 대규모 제조 작업 모두에 없어서는 안 될 필수품입니다.

튜브 레이저 절단기의 주요 기능은 다음과 같습니다:

  1. 정밀 절단: 복잡한 디자인과 복잡한 형상을 높은 정확도로 제작할 수 있습니다.
  2. 다용도성: 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 튜브 프로파일을 처리할 수 있습니다.
  3. 효율성: 재료 낭비를 최소화하면서 기존 절단 방식보다 훨씬 빠릅니다.
  4. 비접촉 프로세스: 공구 마모를 줄이고 공구를 자주 교체할 필요가 없습니다.
  5. 자동화 기능: 많은 모델이 고급 CNC 제어 및 자동 로딩/언로딩 시스템을 갖추고 있습니다.

이러한 기계에 파이버 레이저 기술을 채택하면 기존 CO2 레이저에 비해 에너지 효율이 높고 유지보수 요구 사항이 적으며 빔 품질이 우수해지는 등 여러 가지 이점이 있습니다. 이로 인해 다양한 산업 분야에서 튜브 레이저 절단기가 널리 채택되고 있습니다.

레이저 기술이 계속 성숙하고 빠르게 발전함에 따라 판금 절단에서 정교한 튜브 및 파이프 가공으로 응용 분야가 확장되었습니다. 특수 튜브 레이저 절단기의 개발과 구현은 금속 튜브 제조에 혁명을 일으켜 튜브 부품 제조의 가공 효율성, 품질 및 디자인 가능성을 획기적으로 개선했습니다.

튜브 레이저 절단기의 부품 및 구성 요소

튜브 레이저 절단기의 부품 및 구성 요소

튜브 레이저 절단기는 튜브형 재료의 고정밀 가공 및 절단을 위해 설계된 정교한 장비입니다. 이 고급 시스템은 일반적으로 몇 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있으며, 각 구성 요소는 기계의 전반적인 성능과 효율성에 중요한 역할을 합니다:

  1. 레이저 발생기: 일반적으로 섬유, CO2 또는 고체 기술을 활용하여 다양한 금속 합금과 두께를 절단할 수 있는 고강도 레이저 빔을 생성하는 시스템의 핵심입니다.
  2. 하중 지지대: 전체 기계에 안정적인 기반을 제공하여 절단 작업의 정확성과 반복성을 보장하는 견고한 진동 감쇠 구조입니다.
  3. 커팅 헤드: 초점 광학 장치와 보조 가스 노즐을 수용하여 레이저 빔과 냉각수를 공작물에 정확하게 전달합니다. 고급 시스템에는 곡면에 초점을 유지하기 위한 적응형 광학 장치가 포함될 수 있습니다.
  4. 파이프 클램핑 척: 다양한 직경과 길이의 관형 재료를 단단히 고정하고 회전하도록 설계된 특수 메커니즘으로 360도 절단이 가능합니다.
  5. 냉각 시스템: 레이저 소스와 커팅 헤드의 최적의 작동 온도를 유지하는 데 중요하며, 일반적으로 효율성과 환경 고려를 위해 폐쇄 루프 냉각 시스템을 사용합니다.
  6. 제어 시스템: 일반적으로 복잡한 절단 패턴을 프로그래밍하고 기계 파라미터를 실시간으로 관리하기 위해 CAD/CAM 소프트웨어를 통합하는 CNC(컴퓨터 수치 제어) 인터페이스를 갖춘 기계의 두뇌입니다.
  7. 자재 취급 시스템: 생산성을 높이고 수작업을 줄이기 위해 자동화된 적재 및 하역 메커니즘을 포함하는 경우가 많습니다.
  8. 연기 추출 시스템: 절단 과정에서 발생하는 잠재적으로 유해한 가스와 미립자를 제거하여 안전한 작업 환경을 유지하는 데 필수적입니다.
  9. 모션 제어 시스템: 커팅 헤드와 공작물의 움직임을 제어하는 정밀 서보 모터와 드라이브로 정확한 위치 지정과 부드러운 동작 궤적을 보장합니다.
  10. 빔 전달 시스템: 레이저 빔을 제너레이터에서 커팅 헤드로 안내하여 빔 품질과 출력 밀도를 유지하는 일련의 거울 또는 광섬유입니다.

튜브 레이저 절단기의 작동 원리는?

튜브 레이저 절단기는 고정밀 절단을 위해 레이저 기술을 활용하는 고급 금속 파이프 가공 시스템입니다. 작동 원리에 대한 최적화된 설명은 다음과 같습니다:

튜브 레이저 절단기는 집중된 레이저 빔을 사용하여 파이프, 튜브 및 프로파일의 다양한 패턴과 모양을 절단합니다. 이 비접촉 절단 방식은 기존의 기계식 절단 기술에 비해 뛰어난 정밀도와 다용도성을 제공합니다.

이 기계에는 최첨단 수치 제어 기술, 레이저 커팅 시스템, 정밀 기계 부품이 통합되어 있습니다. 주요 기능은 다음과 같습니다:

  1. 고속 작동
  2. 탁월한 정확성
  3. 뛰어난 효율성
  4. 비용 효율성

레이저 커팅 프로세스는 다음과 같은 측면에서 놀라운 유연성을 제공합니다:

  • 재료 호환성(다양한 금속 및 합금)
  • 공작물 모양(원형, 정사각형, 직사각형 튜브, 복잡한 프로파일까지)
  • 크기 범위(소구경 파이프부터 대형 구조 요소까지)
  • 처리 환경 적응성

최신 튜브 레이저 절단기는 I-빔 및 앵글 아이언과 같은 대칭 금속 프로파일을 가공할 수 있어 적용 범위가 넓어졌습니다.

레이저 빔의 제어 가능성은 상당한 이점으로 작용합니다:

  • 정확한 방향 변경
  • 회전 절단
  • 스캔 패턴
  • 정확한 켜기/끄기 타이밍 및 펄스 간격

레이저 기술로 생성된 고정밀 절단은 후처리 요구 사항을 크게 줄여 버를 최소화하고 전반적인 효율성을 향상시킵니다.

공작물 사양(예: 파이프 직경 또는 프로파일 모양)을 변경하는 경우 일반적으로 소프트웨어 조정만 필요하므로 기계적인 툴링 변경이 필요하지 않습니다. 이러한 유연성은 고급 파이프 절단 소프트웨어 개발의 중요성을 강조합니다.

레이저 커팅 시스템과 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기술을 결합한 이 기계는 다음과 같은 기능을 제공합니다:

  1. 자동화된 운영
  2. 일관된 고품질 출력
  3. 생산 효율성 향상
  4. 처리 비용 절감

튜브 레이저 절단기의 장점

튜브 레이저 절단기의 기본 절단 원리는 평면 레이저 절단 시스템의 원리와 밀접하게 일치하며, 튜브 형상에 맞게 특수 조정됩니다.

튜브 레이저 절단기는 표준 금속 튜브(원형, 직사각형 및 타원형 프로파일 포함), 구조 섹션(채널 및 앵글 스틸 등) 및 다양한 맞춤형 튜브 부품을 가공하기 위해 특별히 설계되었습니다.

기존 가공 기술에 비해 튜브 레이저 커팅의 장점은 상당합니다:

  1. 탁월한 절단 정밀도: 윤곽 정확도는 ±0.05mm의 공차를 달성할 수 있어 매우 정밀한 부품을 생산할 수 있습니다.
  2. 뛰어난 절단 품질: 레이저는 열 영향 영역을 최소화하면서 좁은 커프를 생성하여 평평하고 버가 없는 모서리를 만들고 재료 낭비를 줄입니다.
  3. 비접촉 가공: 기계적 공구 접촉이 없기 때문에 공작물 변형과 공구 마모가 거의 발생하지 않아 장시간 생산에도 일관된 품질을 유지할 수 있습니다.
  4. 고속 작동: 빠른 절단 속도와 자동화된 자재 취급 시스템으로 효율적인 대량 생산이 가능합니다.
  5. 탁월한 유연성: 고급 CNC 시스템 및 특수 CAD/CAM 소프트웨어와의 통합을 통해 툴링 수정 없이 신속한 설계 변경과 원활한 제품 전환이 가능합니다.
  6. 프로세스 통합: 튜브 레이저 절단은 드릴링, 밀링, 톱질, 펀칭, 디버링과 같은 여러 기존 작업을 대체하여 생산 워크플로우를 간소화하고 장비 요구 사항을 줄일 수 있습니다.
  7. 복잡한 피처 생성: 이 기술을 사용하면 절단, 모따기, 홈 가공, 구멍 만들기 및 스코어링 작업을 통해 단일 설정에서 다양한 기하학적 특징을 가진 복잡한 관형 구조를 생성할 수 있습니다.
  8. 다축 기능: 고급 튜브 레이저 시스템은 5축 또는 6축 동작을 제공하여 복잡한 3D 절단 경로와 관형 부품의 경사진 모서리를 만들 수 있습니다.
  9. 다양한 소재: 연강, 스테인리스강, 알루미늄 합금, 일부 비철 소재를 포함한 다양한 금속을 적절한 레이저 소스를 선택하여 가공할 수 있습니다.

레이저 튜브 절단기의 분류 및 특성

금속 튜브 생산과 소비의 급속한 확대로 인해 제조 산업에서 레이저 튜브 절단기가 널리 채택되고 있습니다. 이러한 첨단 시스템은 튜브형 부품 가공에 있어 정밀성, 효율성, 다용도성을 제공합니다.

시중에서 판매되는 레이저 튜브 절단기는 튜브의 축 방향 공급 방식에 따라 크게 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다:

고정 재료 절단형 레이저 튜브 절단기

이러한 종류의 레이저 튜브 절단기는 고정 길이 튜브 만 처리하며, 주로 일정한 축으로 튜브 표면의 윤곽을 처리하고 단면을 변경하는 데 사용되며 튜브의 두 끝은 처리 할 수 없습니다.

레이저 튜브 절단기는 길이 절단이라는 큰 한계와 낮은 생산성을 가지고 있지만, 특수한 기능으로 인해 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다.

그림 1은 고정 재료로 가공된 램프 스템과 전등갓 표면의 장식 패턴을 보여줍니다. 절단 레이저 튜브 커터.

고정 재료 절단 레이저 튜브 커터로 가공된 램프 생크 및 램프 쉐이드.

그림 1 고정 재료로 가공된 램프 섕크 및 램프 갓 절단 레이저 튜브 커터.

작동 원리

그림 2와 같이 고정 재료 절단 레이저 튜브 커터는 튜브를 제자리에 고정하는 두 개의 클램핑 척으로 구성되며, 척은 튜브 축을 중심으로 동기화된 회전 운동을 하고 레이저 헤드는 절단을 위해 튜브의 축 방향 및 반경 방향 이송을 수행합니다.

그림 2 작동 원리 다이어그램

피드 커팅 레이저 튜브 커터

레이저 유형 튜브 절단기는 주로 동일한 단면의 동축 튜브 가공에 사용되며 튜브 표면의 다양한 윤곽 모양을 처리 할 수있을뿐만 아니라 기계의 설계된 스트로크 내에서 튜브 부분의 설계된 길이에 따라 절단 할 수 있습니다.

고정 재료 절단 레이저 튜브 커터에 비해 더 유연하고 확장 가능하며 절단 효율이 높으며 현재 전문 레이저 튜브 커터의 시장 점유율을 대부분 차지하고 있습니다.

그림 3과 같이 피드 커팅 레이저 튜브 커터는 정사각형 및 원형 튜브와 같은 표준 금속 튜브의 다양한 프로파일을 일괄 처리하고 절단하는 데 사용할 수 있습니다.

피드 커팅 레이저 튜브 커터로 가공된 정사각형 및 원형 튜브.

그림 3 피드 커팅 레이저 튜브 커터로 가공된 정사각형 및 원형 튜브.

작동 원리

그림 4와 같이 튜브는 클램핑 척으로 고정되고, 지지 척은 튜브를 방사형으로 고정합니다.

튜브 축 주위의 모든 척은 동기식 회전 운동, 클램핑 척 고정 튜브는 축 방향 이송, 레이저 헤드는 튜브 방사형 이송 및 절단을 수행합니다.

현재 피드 커팅 레이저 튜브 커터는 주로 시중에 나와있는 두 개의 척을 기반으로하여 비용 효율적이지만 단점도 분명합니다.

피드 커팅 레이저 튜브 커터 작동 원리 다이어그램

그림 4 작동 원리 다이어그램

1) 절단 정확도의 안정성 저하

부품이 너무 길거나 강성이 약한 튜브의 경우 중력 변형에 척 회전의 원심력 작용이 더해져 서보 롤러 또는 프로파일링 휠 지지대가 증가하더라도 절단 정확도의 안정성을 보장하기 어렵습니다.

2) 테일 재료는 레이저 헤드가 지지 척 절단을 통과할 수 있지만 척 클램핑 끝은 여전히 절단할 수 없어 튜브 낭비가 발생합니다.

그림 5 멀티 척 레이저 튜브 절단기의 구조도

이러한 단점을 해결하기 위해 일부 장비 제조업체는 그림 5와 같이 두 개의 척 피드 절단 레이저 튜브 절단기를 기본으로 사용하고 다중 척 레이저 튜브 절단기의 설계를 확장합니다.

그중에서도,

1) 지지 척 세트를 증가시키고 중력 변형 및 척 회전 원심력이 거의없는 특정 길이의 튜브를 보장하여 절단 정확도의 안정성을 효과적으로 보장 할 수 있으며 기계 스트로크 범위에서 부품 절단 길이가 제한되지 않습니다.

2) 재료를 잡기위한 클램핑 척 세트가 증가하고, 공급 척이 한계 위치에있을 때 튜브가 캐칭 척에 의해 클램핑되어 축 방향 공급 운동을 수행하여 대부분의 튜브 제로 테일 재료 절단을 보장 할 수 있습니다.

3) 위의 설계는 두 척 피드 절단 유형 레이저 튜브 커터의 단점 인 척 비용, 서보 축 수 및 CNC 시스템의 증가를 완전히 해결할 수 있지만.

또한 현재 멀티 척 공급 및 절단 방식의 레이저 튜브 커터가 주류 트렌드가 되지 못한 이유도 설명합니다.

튜브 레이저 절단기는 어떻게 사용하나요?

튜브 레이저 절단기의 작동에는 정확하고 효율적인 절단을 보장하기 위한 몇 가지 중요한 단계가 포함됩니다:

  1. 빔 동기화: 집중된 레이저 빔은 자동화된 생산 라인의 튜브와 정밀하게 동기화되어야 합니다. 이 동기화는 공정 전반에 걸쳐 절단 정확도를 유지하는 데 매우 중요합니다.
  2. 회전 정렬: 레이저 초점은 절단할 튜브를 중심으로 360도 회전할 수 있어야 합니다. 이 회전하는 동안 레이저 빔 축은 튜브의 세로 축과 일관되게 수직으로 교차해야 합니다. 이러한 정렬은 튜브의 전체 둘레를 균일하게 절단할 수 있도록 보장합니다.
  3. 동적 추적: 절단 과정에서 레이저 빔은 생산 라인을 따라 튜브와 함께 움직입니다. 이 조정된 움직임 덕분에 튜브가 기계를 통과할 때 연속적으로 절단할 수 있습니다.
  4. 정밀 제어: 이러한 동기화된 움직임을 높은 정밀도로 관리하려면 전문 제어 시스템이 필수적입니다. 이 시스템은 모션 제어, 레이저 출력 변조, 절단 경로 최적화를 통합하여 정확하고 반복 가능한 결과를 달성합니다.
  5. 비접촉 가공: 튜브 레이저 커팅의 주요 장점 중 하나는 비접촉식이라는 점입니다. 레이저 빔은 절단 중에 튜브 벽에 물리적 압력을 가하지 않으므로 튜브 외부 표면의 변형이나 붕괴를 방지할 수 있습니다. 이 기능은 벽이 얇거나 섬세한 튜브 소재에 특히 유용합니다.
  6. 자재 취급: 튜브 로더 및 언로더와 같은 적절한 자재 취급 시스템은 지속적인 워크플로우를 유지하고 생산성을 극대화하는 데 매우 중요합니다.
  7. 프로그래밍: CNC 프로그래밍은 절단 패턴을 정의하고, 절단 매개변수(레이저 출력, 절단 속도, 보조 가스 압력 등)를 조정하고, 재료 낭비를 최소화하기 위해 네스팅을 최적화하는 데 사용됩니다.
  8. 품질 관리: 공정 중 모니터링 시스템과 절단 후 검사 절차를 구현하여 절단된 튜브가 지정된 공차 및 품질 표준을 충족하는지 확인합니다.

레이저 파이프 절단기에 어떤 보조 가스 절단이 더 낫습니까?

보조 가스는 레이저 파이프 절단기의 중요한 구성 요소 중 하나입니다.

주요 기능은 레이저 파이프 절단기의 레이저 헤드가 파이프를 절단 할 때 레이저 헤드에서 분출되는 고압 보조 가스를 통해 파이프 절단시 발생하는 철 스크랩을 날려 이상적인 절단 효과를 달성하는 것입니다.

둘째, 렌즈를 보호하고 절단 중 쇳조각이 렌즈에 튀어 레이저 빔의 출력과 절단 중 효과에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있습니다.

현재 레이저에 일반적으로 사용되는 보조 가스는 세 가지입니다:

공기 ② 산소 ③ 질소;

일상 생활에서 더 나은 절단 효과를 얻기 위해 보조 가스를 어떻게 선택할 수 있습니까?

  1. Air

공기는 세 가지 일반적인 보조 가스 중 가장 저렴한 보조 가스입니다.

물론 단순히 공기를 호흡하는 것만으로는 레이저 절단에 사용할 수 없습니다.

레이저 절단기에서 사용하는 공기는 필터를 통해 공기 중의 물, 기름, 먼지 및 기타 불순물을 걸러내고 공기 압축기로 걸러진 공기를 약 20kg으로 압축한 후에만 사용할 수 있습니다.

알루미늄, 알루미늄 합금, 아연 도금 강철 및 기타 얇은 파이프뿐만 아니라 절단 요구 사항이 너무 높지 않은 경우에 적합합니다.

  1. 산소

여기서 산소는 순도 99.5%의 가스를 의미합니다.

레이저 파이프 커터는 레이저 초점에서 발생하는 고온을 녹이고 증발시켜 절단 위치의 금속을 절단하여 레이저 절단을 수행합니다.

산소는 레이저 금속의 호기성 반응에 기여하고 절단 효율을 향상시킵니다.

동시에 파이프 표면의 산소 산화막은 반사 물질이 광선을 흡수하는 데 기여합니다.

그러나 절단 후 표면은 검은색 또는 진한 노란색이 되어 두꺼운 탄소강 파이프를 절단하는 데 적합합니다.

  1. 질소

질소는 세 가지 보조 가스 중 가장 비싼 보조 가스입니다.

질소는 불활성 기체이기 때문에 레이저 파이프 커터로 절단할 때 산소 절단과 달리 파이프 절단 표면의 산소 반응이 억제됩니다.

따라서 질소로 절단된 파이프의 표면은 밝고 흰색이 됩니다.

그러나 비용 때문에 배관 표면이 비교적 단단한 경우에는 질소를 보조 가스로 사용하는 것이 좋습니다.

위의 세 가지 보조 가스에는 각기 다른 장점이 있습니다.

따라서 다른 보조 가스를 선택할 때는 실제 상황에 따라 절단해야합니다.

기술을 잘 모르는 분들을 위해 임의로 보조를 설정하거나 수정하지 마세요. 가스 절단버를 쉽게 생성하고 레이저 튜브 기계의 안정성을 떨어뜨릴 수 있습니다.

튜브 레이저 커팅의 핵심 기술

튜브 레이저 커팅의 핵심 기술

조명 가이드 및 포커싱 시스템

레이저 절단 장치에서 광유도 시스템의 기능은 레이저 발생기에서 출력되는 빔을 초점 광 경로의 절단 헤드로 향하게 하는 것입니다.

튜브 레이저 커팅의 경우 고품질 커팅 슬릿을 얻으려면 초점 빔의 작은 직경과 높은 출력의 초점 스팟이 필요합니다.

이를 통해 레이저 제너레이터가 저차 모드 출력을 수행할 수 있습니다.

튜브의 레이저 절단에서 상대적으로 작은 빔 초점 직경을 얻으려면 레이저의 횡방향 모드 주문 시간이 작아야 하며, 기본 모드가 바람직합니다.

레이저 절단 장치의 절단 헤드에는 초점 렌즈가 장착되어 있습니다. 레이저 빔이 렌즈에 초점을 맞춘 후 작은 초점 지점을 얻을 수 있으므로 고품질 튜브 절단을 수행 할 수 있습니다.

커팅 헤드의 궤적 제어

튜브 절단에서는 가공할 튜브가 공간 곡면에 속하며 튜브의 모양이 비교적 복잡합니다.

기존 방식으로 프로그래밍하고 가공하는 경우 특정 어려움이 있을 수 있습니다.

이를 위해서는 작업자가 가공 공정 요구 사항에 따라 올바른 가공 경로와 적절한 기준점을 선택하고 수치 제어 시스템을 사용하여 각 축의 이송 조건과 기준점 좌표를 기록한 다음 레이저 절단 시스템의 선형 및 원형 보간 기능을 통해 가공 공정의 좌표를 기록하고 가공 프로그램을 생성해야 합니다.

따라서 레이저 빔과 절단 튜브의 자동 수직 기능을 연구하는 것도 튜브 레이저 절단의 중요한 기술 내용 중 하나입니다.

레이저 커팅 초점 위치 자동 제어

이를 위해 레이저 커팅의 절단 품질 튜브, 자동 측정 및 제어 장치를 통해 공작물 표면의 수직 방향에 초점을 맞추는 것이 튜브 레이저 절단의 핵심입니다.

현재 당사는 레이저 초점 위치 의 직접 축(X-Y-Z)을 사용하여 레이저 가공 시스템으로 레이저 절단 헤드의 움직임을 더 가볍고 유연하게 만들고 초점 위치를 잘 이해할 수 있으므로 가공 중에 절단 헤드가 절단 파이프 또는 기타 물체와 충돌하는 것을 방지 할 수 있습니다.

주요 프로세스 파라미터의 영향

튜브 레이저 절단은 오늘날의 산업 사회에서 점점 더 널리 사용되고 있으며 절단할 튜브는 점점 더 다양해지고 있습니다.

게다가 튜브 부품 자체도 복잡합니다.

따라서 절단 파이프의 재료, 모양 및 가공 요구 사항에 따라 최상의 절단 효율과 절단 품질을 얻기 위해 적절한 레이저 절단 공정 매개 변수를 선택하는 것이 모든 레이저 절단 시스템 사용자에게 가장 우려되는 문제가되었습니다.

  • 의 영향 레이저Power

연속파 출력 레이저 발생기의 경우, 레이저 파워 는 레이저 커팅에 중요한 영향을 미칩니다.

이론적으로 레이저 출력이 클수록 절단 속도가 빨라집니다.

그러나 파이프 자체의 특징을 고려할 때 최대 절삭력은 최선의 선택이 아닙니다.

절단력이 증가하면 레이저 자체의 모드가 변경되어 레이저 빔의 초점에 영향을 미칩니다.

실제 가공에서는 전체 레이저 절단의 효율성과 절단 품질을 보장하기 위해 최대 출력보다 낮은 출력의 경우 가장 높은 출력 밀도를 선택하는 경우가 많습니다.

  • 의 영향 Cutting Speed

레이저로 튜브를 절단할 때는 반드시 절단이

속도가 일정 범위 내에 있어야 더 나은 절단 품질을 얻을 수 있습니다.

절단 속도가 느리면 튜브 표면에 과도한 열이 축적되고 열 영향을받는 영역이 커지고 슬릿이 더 넓어집니다. 또한 절개 표면은 배출 된 핫멜트 재료에 의해 소작되어 절단 표면이 거칠어집니다.

절단 속도가 증가하면 튜브의 평균 원주 슬릿 폭이 작아집니다. 파이프의 직경이 작을수록 효과가 더 분명해집니다.

절단 속도가 빨라지면 레이저 작용 시간이 짧아지고 파이프에 흡수되는 총 에너지가 줄어들며 파이프 앞쪽 끝의 온도가 낮아지고 슬릿의 폭이 작아집니다.

절단 속도가 너무 빠르면 파이프가 잘리지 않거나 절단되지 않아 전체 절단 품질에 영향을 미칩니다.

  • 파이프 직경의 영향

레이저로 튜브를 절단할 때 튜브 자체의 특성이 가공에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

예를 들어 튜브 직경의 크기는 가공 품질에 큰 영향을 미칩니다.

레이저 절단 박벽 이음매 없는 강관에 대한 연구를 통해 튜브 직경과 슬릿 폭은 계속 증가하는 반면 다양한 공정 매개 변수는 변경되지 않는 것으로 나타났습니다.

  • 보조 가스의 종류 및 압력

비금속 및 금속 튜브의 일부를 절단할 때는 압축 공기 또는 질소와 같은 불활성 가스를 보조 가스로 사용할 수 있습니다.

그러나 대부분의 금속 튜브의 경우 산소와 같은 활성 가스를 사용할 수 있습니다.

보조 가스의 종류를 결정한 후에는 보조 가스의 압력을 결정하는 것도 중요합니다.

벽 두께가 작은 튜브를 비교적 빠른 속도로 절단 할 때는 보조 가스의 압력을 높여 부착 된 슬래그가 슬릿에 걸리지 않도록해야하며 절단 파이프 벽의 두께가 크거나 절단 속도가 느린 경우 보조 가스의 압력을 적절히 낮추어 튜브가 절단되지 않거나 절단되지 않는 것을 방지해야합니다.

빔 초점의 위치는 튜브 레이저 절단에도 중요합니다. 절단하는 동안 초점 위치는 일반적으로 절단 파이프 피팅의 표면 위치에 있습니다. 초점이 좋은 위치에 있으면 슬릿이 가장 작고 절단 효율이 가장 높으며 절단 효과도 가장 좋습니다.

대부분의 경우 빔의 초점은 노즐 아래에서 조정되며 노즐과 튜브 표면 사이의 거리는 약 1.5mm입니다.

동시에 레이저 펄스 모양 및 광 출력 모드와 같은 요인도 절단 효과에 일정한 영향을 미칩니다.

레이저 튜브 커터 동향

레이저 튜브 커터 동향

고정밀 및 고효율

튜브에 대한 미래 수요가 증가하고 가공 요구 사항이 점점 더 높아질 것이며 가공 정확도와 생산 효율성을 향상시키는 것은 전문 레이저 튜브 절단기의 급속한 발전에 필요한 요소입니다.

모듈화

사용자 요구사항은 시간이 지남에 따라 변화하며, 모듈식 설계를 통해 기능 구성 요소를 추가하거나 교체하여 사용자 요구사항을 충족하고 양측 모두의 이점을 극대화할 수 있습니다.

자동화

이미 자동 적재 및 하역 장치를 갖춘 많은 사용자가 있으며 자동화의 발전은 노동력을 효과적으로 해방시켜 기업의 노동력 부족 문제를 완화 할 수 있습니다.

인텔리전스

"인더스트리 4.0"개념의 대중화와 5G 기술 개발의 성숙으로 레이저 튜브 절단기의 미래는 확실히 완전한 자동화를 달성 할 것입니다.

즉, 정보 수집, 주문 배치, 공급, 적재, 튜브 식별, 길이 측정, 자동 호출 프로그램 절단, 하역, 팔레트화 및 배송을 통합하여 최종적으로 인텔리전스를 실현합니다.

튜브의 현황 및 향후 발전 방향 레이저 커팅

레이저를 이용한 튜브 절단에는 좁은 절개 폭, 작은 열 영향 영역, 빠른 절단 속도, 우수한 유연성, 부드러운 절단 및 공구 마모 없음과 같은 많은 장점이 있습니다.

CNC(컴퓨터 수치 제어) 레이저 절단기의 등장과 발전으로 공간 자유형 표면과 곡선의 다양한 가공 기술이 개발되면서 독특한 면모를 보여줄 수 있게 되었습니다.

레이저 절단에서는 레이저 스폿이 일정한 궤적에 따라 공작물을 기준으로 3D 공간에서 움직여야 할 뿐만 아니라 레이저 축이 절단할 파이프의 가공 표면과 가공 공정 내내 수직을 유지해야 합니다.

CNC용 파이버 레이저 절단 자동 초점이 가능한 노즐은 자동 측정 및 제어 시스템을 통해 공작물 표면을 자동으로 추적합니다.

생산 관행에 따르면 튜브 절단의 핵심은 튜브의 가공 요구 사항을 충족하기 위해 절단 품질의 결함을 최대한 제거하는 것입니다.

천공, 슬롯, 트리밍 또는 언더컷과 같은 복잡한 튜브 가공의 경우 레이저 절단은 기존 가공 방법보다 빠를 뿐만 아니라 뛰어난 가공 품질을 보장합니다.

튜브 레이저 커팅 개요

가공하는 동안 필요한 길이의 파이프 블랭크를 얻기 위해 먼저 파이프 부품의 절단을 보장해야 합니다.

전통적인 튜브 절단 방법은 대량 생산의 요구를 충족시키기 어렵고 이러한 전통적인 가공 방법으로 가공 된 튜브 부품은 일반적으로 절단 표면의 품질이 좋지 않으며 일부는 변형 및 붕괴와 같은 가공 결함도 있습니다.

튜브를 절단해야 할 필요성 외에도 장식 및 램프용 패턴 절단, 나선형, 사인, 코사인 선형 절단 및 마킹 등과 같은 다른 형태의 가공이 필요합니다.

이러한 형태의 튜브 가공이 전통적인 방법을 사용하는 경우 가공 효율이 낮을뿐만 아니라 이상적인 가공 요구 사항을 달성하기 어렵고 일부는 가공 할 수도 없습니다.

튜브 레이저 커팅의 장점

노치 폭은 일반적으로 레이저를 사용한 튜브 절단(직선 절단, 베벨링 및 폼 절단 포함)의 경우 0.1~0.3mm입니다.

절단 위치와 온도를 정밀하게 제어할 수 있어 자동화 및 지능형 생산에 더욱 도움이 됩니다.

또한 기존 가공 방식에 비해 절단 효율은 8~20배, 가공 비용은 70%에서 90%로 절감할 수 있으며 재료 손실은 15%에서 30%로 줄일 수 있습니다.

게다가 레이저 커팅의 소음이 적고 환경에 미치는 영향도 미미합니다.

가공을 완료하기 위해 여러 개의 순차적인 공정이 필요한 기존의 가공 방식은 동일한 장비에서 레이저 커팅을 통해 달성할 수 있습니다.

장비 성능과 가공 기술의 지속적인 개선으로 레이저로 고품질의 튜브 절단이 가능해졌습니다.

튜브 레이저 커팅의 미래 발전

튜브 레이저 커팅의 미래 발전

레이저 절단은 전체 공정 중에 튜브 벽에 압력을 가하지 않는 비접촉 가공 방법을 채택하므로 파이프 외부 표면의 변형이나 붕괴를 일으키지 않습니다.

동시에 레이저로 튜브를 절단 할 때 슬롯팅 열장이 복잡하고 냉각이 어렵고 절단 슬래그가 차단되기 쉬워 절단 난이도가 높아집니다.

따라서 이러한 측면에 대한 심층적인 연구를 강화할 필요가 있습니다.

레이저 절단은 튜브의 재질, 모양, 크기 및 가공 환경의 요구사항에서 매우 자유롭습니다. 공간 제어(빔 방향 변경, 회전, 스캐닝 등) 및 시간 제어(켜기, 끄기, 펄스 간격)가 우수하고 제어하기 쉽습니다.

또한 레이저 커팅의 정밀도가 높고 버가 적기 때문에 가공에 소요되는 후속 작업 시간이 크게 줄어듭니다.

튜브의 직경이나 모양을 변경할 때 프로그램만 수정하면 되므로 튜브 절단 소프트웨어의 개발은 연구 가치가 매우 높습니다.

레이저 절단 시스템과 컴퓨터 수치 제어 기술의 결합은 효율적인 자동화 장비를 형성하고 고품질, 고효율 및 저비용 가공을 위한 새로운 길을 열 수 있습니다.

튜브 절단의 효율성을 높이기 위해 레이저 절단 자동 생산 라인을 사용하는 것이 가장 효과적인 생산 방법입니다.

튜브 절단 자동 생산 라인은 어떻게 사용하나요?

우선, 초점을 맞춘 후 레이저 빔이 자동 생산 라인에서 절단용 튜브와 동기적으로 작동하도록 보장해야 합니다.

둘째, 초점을 맞춘 후 레이저 스폿은 절단 할 튜브를 기준으로 한 바퀴 회전 할 수 있어야하며 레이저 빔 축은 항상 파이프 축에 수직이어야합니다. 절단 과정에서 파이프 절단 생산 라인의 레이저 빔은 절단되는 파이프와 함께 이동합니다.

절단 과정에서 튜브 절단 생산 라인의 레이저 빔은 절단 할 튜브를 따라갑니다. 이러한 동기식 움직임은 전문 제어 시스템에 의해 제어되어야 하므로 튜브 레이저 절단 자동 생산 라인에 대한 연구도 매우 중요합니다.

결론

튜브 레이저 절단은 하드웨어인 레이저 절단 시스템(레이저 제너레이터 포함)과 소프트웨어인 레이저 절단 기술과 분리할 수 없는 관계입니다.

하드웨어 관점에서 보면, 미래는 레이저 절단기 소프트웨어 관점에서 미래의 레이저 절단은 고속, 고정밀, 고 자동화, 유연성 및 다양 화의 방향으로 발전 할 것입니다. CNC 기술 를 사용하여 새로운 소프트웨어를 개발할 수 있습니다.

따라서 레이저 절단 공정 데이터의 수집 및 마무리, 전문가 시스템의 구축 및 개선은 전체 레이저 절단 산업의 발전에 큰 의미와 연구 가치가 있습니다.

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Shane
작성자

Shane

MachineMFG 설립자

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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