레이저 절단 기계는 고도로 집중된 레이저 빔을 사용하여 정밀한 재료 제거를 달성합니다. 레이저의 높은 에너지 밀도로 인해 매우 작은 영역 내에서 재료를 효율적으로 녹이거나 기화하거나 제거할 수 있습니다.
초점을 맞춘 후 레이저는 좁고 집중된 빔을 형성합니다. 공작물 표면에 닿으면 에너지의 일부가 흡수되어 열로 변환됩니다.
세라믹 재료의 경우 흡수 깊이가 매우 얕습니다(일반적으로 불과 몇 마이크로미터). 이는 열이 표면 근처에 집중되어 국지적 온도가 녹는점이나 기화점까지 빠르게 상승한다는 것을 의미합니다.
프로세스가 계속 진행됨에 따라:
초점의 물질이 녹거나 기화됩니다.
주변 물질은 열확산의 영향을 받습니다.
증기 팽창은 미세{0}}분출 효과를 생성하여 용융된 물질을 제거합니다.
이것이 바로 레이저 절단이 특히 세라믹과 같이 단단하고 부서지기 쉬운 재료에 대해 높은 정밀도와 깨끗한 가장자리를 달성하는 방법입니다.
레이저 절단기의 주요 구성 요소
일반적인 레이저 절단 시스템은 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.
1. 레이저 소스(레이저 발생기)
레이저 소스는 빔을 생성하고 처리 성능을 크게 결정합니다.
세라믹 레이저 절단의 경우 일반적으로 사용되는 레이저 유형은 다음과 같습니다.
YAG 레이저(연속 또는 고주파-펄스형)
CO₂ 레이저
QCW 파이버 레이저(점점 인기가 높아지고 있음)
지속적인 기술 개발로 인해 QCW 파이버 레이저는 다음과 같은 이유로 점차 기존 YAG 레이저를 대체하고 있습니다.
더 높은 피크 전력
낮은 열 입력
더 나은 효율성과 안정성
2. 광학계
광학 시스템은 레이저 빔을 전송하고 집중시킵니다.
일반적으로 다음이 포함됩니다.
거울
렌즈
노즐
그 역할은 평행한 레이저 빔을 집중된 지점으로 변환하여 안정적인 절단 품질을 보장하는 것입니다.
3. 작업대 / 모션 시스템
작업 테이블은 다축 이동을 제공하여 공작물의 정확한 위치 지정 및 처리를 가능하게 합니다.
CNC 제어와 결합하여 다음을 가능하게 합니다.
복잡한 경로 절단
높은 반복성
마이크론-수준 포지셔닝
레이저 가공 품질에 영향을 미치는 주요 요소
세라믹 및 금속 레이저 절단에서 가공 품질은 여러 요인에 따라 달라집니다.
레이저 파장 및 펄스 모드
빔 모양과 초점 위치
재료 구성 및 표면 상태
이송 속도 및 가공 경로
노즐 위치 및 보조 조건
안정적이고 고품질의 결과를 얻으려면 레이저 출력 밀도, 노출 시간, 초점 위치를 세심하게 제어하는 것이{0}}필수입니다.
재료 특성 및 레이저 가공 성능
재료의 열적 특성은 레이저 가공에서 중요한 역할을 합니다.
예를 들어:
텅스텐 → 매우 높은 융점
구리 → 매우 높은 열전도율
두 가지 모두 많은 고급 세라믹과 마찬가지로 가공이 어려운-재료로 간주됩니다.-
NY 가치: 가공성을 나타내는 간단한 지표
레이저 가공 난이도를 평가하기 위해 일반적으로 사용되는 매개변수는 다음과 같습니다.
뉴욕=Tₘ × λ
어디:
Tₘ=융점(K)
λ=열전도율(W·m⁻¹·K⁻¹)
NY 가치가 낮을수록=처리가 더 쉽습니다.
일반적인 재료 비교
세라믹 재료 중:
ZrO₂(지르코니아)가 최고의 가공성을 나타냅니다.
제거 효율은 Si₃N₄보다 3배 이상 높을 수 있습니다.
첨단 소재 레이저 절단의 응용
Yuchang Laser의 시스템은 다음을 포함한 다양한 재료의 정밀 가공에 널리 사용됩니다.
텅스텐 시트
구리 기판
철
실리콘 카바이드(SiC)
알루미나(Al₂O₃)
질화규소(Si₃N₄)
지르코니아(ZrO₂)
이러한 재료는 일반적으로 다음 분야에 사용됩니다.
전자제품
반도체
고급 세라믹
산업용 부품
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처리 서비스 및 지원
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샘플 처리
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