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레이저 커팅 공정 및 보조 가스: 레이저 커팅 시 질소가 필요한 이유

Compressed Air Wiki 질소 IG 어플리케이션

레이저 커팅은 산업 제조의 세계에서 많은 응용 분야가 있는 열 공정입니다. 레이저 커팅 기계는 가장 복잡한 형상에서도 금속 시트를 신속하게 조각 및 절단하여 고품질 마감을 제공합니다.

 

이 위키 문서에서는 레이저 커팅 과정과 기술, 질소, 산소, 압축 공기를 포함한 보조 가스에 대해 살펴보고 레이저의 작동 원리와 이점을 이해하도록 돕습니다.

레이저 커팅이란 무엇입니까?

레이저 커팅 공정 그림

레이저 커팅은 컴퓨터 수치 제어(CNC)가 광학 장치를 통해 지시하는 고출력 레이저를 사용하여 재료를 절단하는 공정입니다. 이 공정은 자동차, 항공우주, 전자, 의료 등 다양한 산업에서 금속, 플라스틱, 세라믹, 목재, 직물, 종이와 같은 재료를 절단하는데 널리 사용됩니다.

 

레이저 커팅에는 집중된 레이저 빔을 사용하여 동축 가스 제트의 도움으로 국부적인 영역에서 재료를 녹이고 커프를 만드는 작업이 포함됩니다. 레이저 빔 자체는 가스의 영향을 받지 않지만 재료를 효과적으로 연소, 용융 또는 기화시킬 수 있으며, 그 결과 발생하는 잔해물을 불어낼 수 있어 고품질로 마감된 가장자리를 보장합니다.

 

레이저 커팅은 용접 및 에칭에도 사용할 수 있습니다. 레이저 커팅의 세 가지 주요 기술은 CO2 레이저, 네오디뮴(Nd) 및 네오디뮴 이트륨-알루미늄 가넷(Nd:YAG) 레이저입니다. 사용되는 레이저 유형은 레이저 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.레이저 커팅의 장점으로는 정밀도, 정확도, 오염 감소, 작업 용이성 등이 있습니다. 특히 파이버 레이저는 뛰어난 정밀 절단 능력으로 알려져 있습니다. 파이버 레이저의 주요 장점 중 하나는 장거리에서 일관된 빔 품질을 제공하여 다양한 재질과 두께에 걸쳐 균일하게 절단할 수 있다는 점입니다. 이러한 일관성은 우수한 가장자리 품질에 기여하고 2차 처리의 필요성을 최소화합니다.

레이저 커팅 기계는 어떻게 작동합니까?

레이저 커팅 기계는 고출력 레이저 빔을 광학 장치를 통과하여 절단할 재료로 유도하는 방식으로 작동합니다. 레이저 빔은 렌즈를 통해 초점을 맞추고 재료에 투사되어 급격한 온도 상승으로 인해 국소 영역에서 용융 또는 기화됩니다. 그런 다음 동축 가스 분사에 의해 재료가 제거되고 용융된 재료가 날아가 커프를 형성합니다. 가스 분사기는 또한 물질을 냉각시키고 뒤틀리거나 왜곡되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 레이저 커팅 기계는 절단 공정에서 정밀도와 정확성을 보장하는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 시스템에 의해 제어됩니다.

레이저 커팅 시 보조 가스란 무엇입니까?

보조 가스는 절단 공정의 품질과 효율성을 개선하기 위해 레이저 커팅에 사용됩니다. 보조 가스는 용융된 재료를 불어내고 재료 표면에서 재응고되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한 재료를 냉각하고 뒤틀리거나 왜곡되는 것을 방지합니다. 레이저 커팅에 가장 일반적으로 사용되는 보조 가스는 질소, 산소 및 압축 공기입니다.

질소 분자 그림

1. 레이저 커팅 시 질소 사용

질소는 불활성 특성으로 인해 레이저 커팅에 가장 널리 사용되는 보조 가스입니다. 특히 고품질의 절단이 필요할 때 고품질의 레이저 성능을 보장하기 위해 사용됩니다. 질소는 공기 중의 산소를 제거하여 뜨거운 금속과 반응하지 못하게 하여 재료의 색상에 영향을 미치지 않고 완벽하고 광택이 나는 절단을 제공합니다(이는 사용되는 질소의 순도에 따라 달라짐). 불활성인 질소 가스는 레이저를 무산소 환경에서 작동시켜 절단 가장자리가 산화되지 않도록 합니다. 질소는 또한 낮은 비용, 빠른 절단 속도, 높은 생산성, 더 나은 제어, 최고 효율성, 주문형 질소 및 플러그 앤 플레이 솔루션에 필수적입니다.

2. 레이저 커팅 시 산소 사용

산소는 다른 방법을 사용하여 절단하기 어려운 재료를 절단하기 위해 레이저 커팅에 사용됩니다. 산소는 반응성이 높은 가스이며 레이저 빔의 출력을 배가시켜 발열 반응을 일으킴으로써 두꺼운 물질을 절단할 수 있습니다. 산소는 절단되는 물질과 반응하여 물질을 녹이고 기화시키는 데 도움이 되는 화학 반응을 생성합니다. 재료에 따라 산소는 절단 속도를 높이고 절단 공정 비용을 줄이는 데도 사용됩니다. 그러나 산소는 산화를 일으킬 수 있으며, 이로 인해 절단 가장자리에 탄소층이 형성되어 제품 마감이 불량해지고 산화된 표면에 도포된 코팅이나 페인트의 접착 문제가 발생할 수 있습니다. 산소의 반응성이 높기 때문에 매우 얇은 슬라이스를 얻을 수 없습니다.

산소 분자 그림
시간을 절약해주는 컴프레셔 그림(상단에 작은 시계가 있음)

3. 레이저 커팅 시 압축 공기 사용

압축 공기는 레이저 커팅 시 보조 가스로 사용할 수 있으며 보다 빠르고 비용 효율적으로 사용할 수 있습니다. 그러나 공기의 조성에 21%의 산소가 포함되어 있기 때문에 매우 깨끗한 절단 부품을 얻을 수 없습니다 (일반적으로 이러한 부품은 다음 공정 전에 디버링해야 하므로 약간의 추가 작업이 필요함). 이러한 절단은 나중에 도장하거나 용접할 부품에 유효하며, 절단 가장자리의 색상은 중요하지 않습니다.

일반적인 보조 가스 순도는 무엇입니까?

보조 가스의 순도는 최종 제품에 대한 고객의 요구 사항에 따라 달라지지만 다음을 고려해야 합니다.

  • 대기를 사용하면 공기의 순도를 바꿀 수 없으며 질소 78%와 약 21%의 산소가 될 것입니다.
  • 산소를 사용하면 일반적으로 순도가 99.5% 이상입니다.
  • 그리고 질소를 사용하는 경우 절단할 재료, 재료의 사후 처리 여부, 절단 가장자리 색상의 중요성 등에 따라 달라집니다. 

질소의 순도를 낮추면 비용이 크게 절감된다는 점을 염두에 두십시오.

공장에서 질소와 같은 보조 가스를 생성할 수 있습니까?

예, 플랜트 시설 내에서 질소와 같은 자체 보조 가스를 생성할 수 있습니다. 고압 가스 발생 시스템을 시설에 통합함으로써 회사는 연중무휴 24시간 내내 지속적으로 가스를 공급할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 운영 비용을 절감할 뿐만 아니라 가스 소비를 완벽하게 제어할 수 있도록 해줍니다. 또한 트럭 운송의 필요성을 제거함으로써 기업은 CO2 배출량을 크게 줄이고 환경 지속 가능성에 기여할 수 있습니다.

레이저 커팅용 질소 발생기

질소 발생기는 레이저 커팅 작업을 최적화하는 데 필수적이며 다양한 실질적 이점을 제공합니다. 질소 발생기에는 멤브레인과 PSA(압력 스윙 흡착) 질소 발생기의 두 가지 종류가 있으며, 이를 통해 매우 높은 수준의 순도를 달성할 수 있습니다.

레이저 커팅에 질소를 사용하는 기업은 자체적으로 질소를 공급하여 비용을 크게 절감할 수 있으므로 외부 구매가 필요하지 않습니다. 또한 이러한 자체 생산은 질소 순도를 더욱 효과적으로 제어하여 외부 공급업체에 의존하지 않고 일관된 품질을 보장합니다.

또한, 현장에서 질소를 생산함으로써 운송 배출량을 줄이고 기존 질소 생산 방법에 대한 의존도를 최소화함으로써 환경 지속 가능성에 기여합니다. 전반적으로 질소 발생기는 레이저 커팅 공정에서 효율성과 환경적 책임을 강화하려는 기업에게 실용적인 선택입니다.

레이저 커팅용 고압 컴프레셔 및 부스터

레이저 커팅 기계는 레이저 자체에 전원을 공급하는 등 다양한 기능을 위해 압축 공기 또는 가스에 의존하는 경우가 많습니다. 고압 컴프레셔 및 부스터는 레이저 커팅 공정에 필요한 압축 공기 또는 질소와 같은 보조 가스를 제공합니다. 일관되고 신뢰할 수 있는 레이저 전원을 보장하여 안정적이고 정밀한 절단에 기여합니다. 고압 컴프레셔는 보조 레이저 커팅을 위해 질소 또는 산소와 같은 가스를 압축하는 데 사용됩니다. 보조 가스의 가압은 레이저의 커팅 공정을 향상시키고 최적의 성능을 위해 고압 가스를 커팅 헤드로 쉽게 전달합니다.

레이저 커팅 시스템은 종종 고압 컴프레서 또는 부스터를 통합 솔루션의 일부로 통합하여 레이저 커팅 응용 분야를 위한 간소화되고 효율적인 설정을 제공합니다. 고압 컴프레서와 레이저 커팅 시스템을 통합하면 산업 요구에 맞는 포괄적인 솔루션이 제공됩니다.

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아트라스콥코는 레이저 커팅에 필요한 모든 질소 및 산소 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있는 다양한 고순도 현장 가스 발생기 및 고압 가스 발생 시스템을 보유하고 있습니다.

레이저 커팅 및 질소 및 고압 솔루션에 대해 궁금한 점이 있거나 자세히 알고 싶으시면 지금 바로 문의해 주십시오. 아트라스콥코의 전문가 팀은 항상 고객의 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 찾는 데 도움을 드릴 준비가 되어 있습니다.

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