금속용 레이저 절단기: 공정, 종류, 가격

현대 제조 분야에서는 정밀성, 효율성, 그리고 다재다능함이 무엇보다 중요합니다. 금속 제작의 숨은 영웅, 레이저 절단기의 등장을 눈여겨보세요. 이 글에서는 레이저 절단기의 세계를 자세히 살펴보겠습니다. 금속 레이저 절단기. 작동 원리의 복잡성을 이해하는 것부터 다양한 응용 분야를 탐구하는 것까지, 이러한 기계가 제조 환경에서 필수적인 장비가 된 이유를 조명해 보겠습니다. 숙련된 업계 전문가든 예비 기업가든, 정밀성과 가능성이 만나는 최첨단 레이저 기술 세계로의 여정에 함께하세요.

레이저 절단 기술

레이저 절단은 고에너지 레이저 빔을 사용하여 모든 재료를 절단하는 가공 공정입니다. 레이저는 유도 방출에 의한 광 증폭(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)의 약자입니다. 이는 가장 널리 사용되는 산업용 절단 공정 중 하나입니다. 최근에는 소규모 작업장, 취미 활동가, 기업, 학교 등에서도 레이저 커터가 널리 사용되고 있습니다. 레이저 절단은 물리적 특성에 관계없이 모든 재료를 절단하는 데 사용됩니다.

레이저 빔은 연속 방식과 펄스 방식, 두 가지 방식으로 작동합니다. 연속 레이저 절단은 간헐적인 중단 없이 장시간 동안 광선을 사용합니다. 펄스 모드는 짧은 시간 동안 고에너지 레이저 빔을 사용합니다. 펄스 압축은 빔의 높은 에너지 밀도를 가능하게 합니다.

레이저 절단의 이점

블레이드와 드릴에 의존하는 기계식 절단 공정과 달리, 레이저 절단은 집중된 레이저 빔을 사용하여 작업물을 정밀하게 절단하고 형상을 형성합니다. 금속 레이저 절단기디지털 설계 파일에서 파생된 지침에 따라 공작물 또는 레이저가 이동하여 설계 사양에 따라 공작물을 절단합니다. 레이저 절단은 다양한 산업 및 응용 분야에서 제조 분야에서 널리 사용되는 절단 방식으로 자리 잡았습니다.

기존의 방법 대신 레이저 절단을 선택하는 데에는 다음과 같은 이점이 있습니다.

• 쉬운 자동화레이저 절단 공정은 자동화된 생산 라인에 적합합니다.
• 복잡성레이저 커터는 매우 복잡한 기하학적 형상을 빠르게 만들어낼 수 있습니다.
• 정확성레이저는 날카롭고 정밀한 모서리를 절단하고 매우 정확한 프로필을 만듭니다.
• 마감재 레이저로 절단한 가장자리는 추가적인 마무리 작업이 필요하지 않은 경우가 많습니다.
• 다재레이저 절단은 다양한 금속, 비금속, 목재, 열가소성 플라스틱에 적용할 수 있습니다.

금속용 레이저 절단기 공정

1. 디자인 준비: 이 과정은 레이저 커팅 머신 소프트웨어와 호환되는 형식으로 디지털 디자인 파일을 생성하거나 전송하는 것으로 시작됩니다. 이 디자인에는 일반적으로 치수, 모양, 복잡한 패턴 등 원하는 커팅 사양이 포함됩니다.
2. 재료 선택 : 디자인이 완성되면 절단할 금속의 종류와 두께를 선택합니다. 레이저 절단은 강철, 알루미늄, 구리, 티타늄 등 다양한 금속과 호환됩니다.
3. 기계 설정: 선택된 금속판을 레이저 장비의 절단 베드에 단단히 놓습니다. 레이저 출력, 절단 속도, 초점 거리 등 장비의 매개변수는 설계에 명시된 대로 재료 유형 및 두께에 따라 설정됩니다.
4. 레이저 빔 생성: 레이저 절단 공정은 고도로 집중되고 강렬한 광선 생성에 의존합니다. 이 광선은 레이저 공진기 내에서 생성되며, 여기서 에너지는 유도 방출 복사(LASER)를 통해 빛 증폭으로 변환됩니다.
5. 빔 전달: 생성된 레이저 빔은 기계의 광학 경로 내에 있는 일련의 거울과 렌즈를 통과합니다. 이러한 구성 요소는 빔이 재료 표면을 향해 이동하는 동안 초점과 정확도를 유지하도록 합니다.
6. 재료 상호작용: 집속된 레이저 빔이 금속 표면에 닿으면 강한 열이 발생하여 재료의 국부적인 용융, 기화 또는 열파괴를 유발합니다. 레이저 빔의 에너지는 금속에 흡수되어 온도가 급격히 상승하고, 그에 따라 재료가 제거됩니다.
7. 절단 공정: 설계 사양에 따라 레이저 빔은 기계의 모션 제어 시스템에 의해 유도되는 미리 정해진 절단 경로를 따라 이동합니다. 빔의 집중된 에너지는 지정된 절단선을 따라 금속을 녹여 열 영향을 최소화하면서 깨끗하고 정밀한 절단면을 만듭니다.
8. 가스 지원 및/또는 냉각수: 경우에 따라 가스 보조 시스템을 사용하여 절단 영역에서 용융 금속과 이물질을 배출하여 축적을 방지하고 원활한 절단 작업을 보장합니다. 또한, 냉각 시스템을 사용하여 가공물의 온도를 조절하고 열 변형을 최소화할 수 있습니다.
9. 품질 관리 및 검사: 절단 공정이 완료되면 완성된 부품의 치수 정확도, 모서리 품질, 그리고 결함이나 불완전함의 징후를 검사합니다. 품질 관리 조치를 통해 제작된 부품이 필요한 사양 및 표준을 충족하는지 확인할 수 있습니다.
10. 후처리(선택사항): 적용 분야와 원하는 표면 마감에 따라 절단된 부품은 원하는 최종 모양과 기능을 얻기 위해 디버링, 표면 세척 또는 표면 처리와 같은 추가적인 후처리 처리를 거칠 수 있습니다.

레이저 절단 공정의 유형

CO2 레이저 절단

CO2 레이저 절단에서는 CO2 가스 방전을 통해 레이저 증폭이 이루어집니다. CO2 레이저는 가장 오래되고 널리 사용되는 레이저 유형 중 하나입니다. 가스 방전은 완전히 CO2로만 이루어진 것이 아닙니다. CO2, 질소, 수소, 제논, 헬륨이 포함되어 있습니다.

CO02 레이저 절단에는 산소 또는 질소 가스를 사용하는 두 가지 옵션이 있습니다. 산소 가스는 두꺼운 소재를 레이저 절단하는 데 적합하고, 질소 가스는 얇은 시트를 레이저 절단하는 데 적합합니다. 산소 CO02 레이저 절단을 사용하면 절단면에 산화막이 형성됩니다. 이를 방지하기 위해 가공물에 블라스팅과 같은 전처리 공정을 수행합니다.

파이버 레이저 커팅

파이버 레이저 절단은 기존의 가스 방전 방식 대신 광섬유를 사용하여 광 증폭을 수행합니다. 레이저 다이오드를 통해 방출된 빛은 광섬유를 통과합니다. 생성된 광선은 최대 1cm 두께의 스테인리스강을 녹일 만큼 강력합니다.

강력한 기류 시스템이 광선과 함께 사용되는 경우가 많습니다. 기류는 용융된 재료를 밀어내어 깨끗한 절단을 가능하게 합니다. 이러한 레이저의 광섬유는 이터븀, 네오디뮴, 에르븀, 디스프로슘과 같은 여러 원소를 사용합니다.

Nd:YAG 레이저 커팅

Nd:YAG는 네오디뮴 도핑 이트륨 알루미늄 가넷(Nd:Y3Al5O12)의 약자입니다. Nd:YAG 결정은 가스 방전이나 파이버 대신 증폭된 빔을 사용하는 레이저에 사용됩니다. 이 레이저는 연속 및 펄스 레이저 빔을 모두 처리할 수 있습니다.

엑시머 레이저 절단

엑시머 레이저 절단은 여기 이합체(Excited Dimer)를 의미합니다. 엑시머 레이저 절단은 자외선 레이저 빔을 사용합니다. 엑시머 레이저 절단은 소규모 정밀 절단 공정에 사용됩니다. 대표적인 예로는 안과 수술, 마이크로전자공학, 반도체 절단 등이 있습니다.

레이저로 금속을 얼마나 두껍게 절단할 수 있나요?

레이저 절단 두께 제한

금속 레이저 커터는 매우 정밀한 도구이며 두꺼운 강철을 절단할 수 있지만, 그 성능에는 몇 가지 한계가 있습니다. 레이저 커터가 절단할 수 있는 강철의 두께는 레이저 자체의 출력과 사용되는 강철의 종류에 따라 달라집니다.

강철이 두꺼울수록 레이저 출력이 더 높아져 절단 속도가 느려지고 열 발생이 증가하여 절단 품질에 영향을 미치고, 강철의 휘어짐이나 용융을 방지하기 위해 특수 절단 기술이나 냉각 시스템을 사용해야 하기 때문입니다. 스테인리스강과 같은 일부 강철은 다른 강철보다 반사율이 높아 레이저 빔이 강철 표면에서 반사될 수 있으며, 이로 인해 두께가 두꺼운 스테인리스강 판은 절단하기가 더 어려워집니다.

전력에 따른 절단 두께 제한

다양한 종류의 강철을 제작할 때, 레이저의 출력은 절단된 재료를 녹이거나 기화시키는 강렬한 열을 생성할 만큼 강력해야 합니다. 레이저의 와트수가 높을수록 더 강력한 빔을 생성하여 레이저로 절단할 수 있는 재료의 두께를 더 두껍게 만들 수 있습니다. 절단되는 재료의 종류에 따라 레이저의 와트수가 달라집니다.

예를 들어, 저와트 레이저는 스테인리스 강판 두께를 절단하지 못할 수 있습니다. 스테인리스 강판 및 기타 금속의 와트 및 최대 두께에 대한 표준 참조는 다음과 같습니다.

금속용 레이저 절단기 가격: 2024년 가이드

레이저 절단 장비는 귀사의 사업에 빠르고 효과적인 절단, 에칭, 조각 방법을 제공합니다. 레이저 기계를 사용한 절단 및 조각 작업은 대부분의 다른 절단 기술보다 정밀하고 깔끔하며, 절단 후 디버링이나 마무리 작업이 덜 필요합니다. 이는 절단하는 재료에 따라 다르지만, 레이저 절단은 정확하고 정밀한 절단으로 유명합니다. 레이저 절단기의 가격과 비용은 레이저의 설계, 종류 및 성능에 따라 크게 달라집니다. 금속, 질긴 목재 또는 기타 밀도가 높은 재료를 절단하려면 천과 같은 얇은 재료를 절단하는 경우보다 더 높은 와트의 레이저가 필요합니다. 반면, 레이저의 와트 수가 복잡할수록 비용이 높아집니다. 가격과 실용성을 고려하여 적절한 선택을 하세요.

• 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어를 평가하면 절단 기계의 작동 속도가 빨라지지만, 업그레이드 비용이 많이 들 수 있습니다.

• 보급형 레이저 절단 부품은 일반적으로 매우 약한 레이저를 사용하므로 가벼운 조각이나 절단에만 적합합니다. 두껍거나 단단한 재료를 절단하는 데 출력이 낮은 레이저를 사용하면 표면이 손상되어 값비싼 재료 교체가 필요할 수 있습니다.

• 대부분의 레이저 절단기 공급업체는 다양한 크기의 제품을 판매합니다. 더 큰 물체를 절단하려면 더 비싼 대형 기계가 필요합니다. 대량 절단 작업을 하는 경우 고출력 레이저 절단기를 구매하는 것이 비용 효율적일 수 있습니다. 어떤 재료를 절단할지 모르거나 다양한 재료를 절단하려는 경우 고출력 레이저가 가장 좋습니다. 이러한 유형의 레이저는 거의 모든 것을 절단하고 조각할 수 있을 만큼 강력하여 필요한 유연성을 제공합니다.

고출력 레이저 장비에 투자할 가치가 있나요?

하지만 고와트 레이저 절단기는 일반적으로 보급형 제품보다 훨씬 비쌉니다. 일부 레이저 커터 모델의 경우 4,000달러에서 15,000달러까지 다양한 가격대를 제공합니다. Krrass Laser의 직원들과 협력하여 고객님의 필요에 딱 맞는 가격대를 찾으실 수 있도록 도와드리겠습니다. Thunder Laser 절단기는 모델마다 가격이 크게 다릅니다. 특정 모델의 가격을 예측할 때는 와트, 작업대 크기, 레이저 종류, 그리고 필요한 추가 기능 등을 고려해야 합니다. 일반적으로 와트와 작업대가 클수록 가격이 높아집니다.

레이저 장비 모델에 필요한 추가 옵션에 대해 상담하고 세부 견적을 받아보시려면 저희에게 전화해 주세요. 추가 옵션 비용은 $2,000에서 $5,000 정도이며, 부속품 종류에 따라 달라집니다.

CO2 레이저와 파이버 레이저: 가격 차이

1. CO2 레이저:
   • PRICE RANGE: CO2 레이저 절단기는 일반적으로 파이버 레이저에 비해 초기 구매 비용이 낮습니다. 보급형 CO2 레이저 기계는 절단 용량이 작고 기본 기능이 있는 경우 약 20,000만 달러에서 30,000만 달러부터 시작합니다.
   • 운영 비용: CO2 레이저는 초기 비용이 낮을 수 있지만, 에너지 소비량이 높고 가스 보충이 필요하기 때문에 운영 비용이 더 높은 경향이 있습니다. CO2 레이저는 이산화탄소 가스 공급이 필요하기 때문에 운영 비용이 증가할 수 있습니다.
   • 유지보수: CO2 레이저의 유지관리 비용은 특정 모델과 사용법에 따라 다르지만 일반적으로 최적의 성능과 수명을 보장하려면 정기적인 유지관리가 필요합니다.
2. 파이버 레이저:
   • PRICE RANGE: 파이버 레이저 절단기는 일반적으로 CO2 레이저에 비해 초기 구매 비용이 높습니다. 입문용 파이버 레이저 기계는 절단 용량이 작고 기본적인 기능을 갖춘 경우 약 50,000만 달러에서 100,000만 달러부터 시작합니다.
   • 운영 비용: 파이버 레이저는 에너지 효율이 뛰어나 CO2 레이저보다 전력 소모량이 훨씬 적습니다. 또한, 파이버 레이저는 레이저 가스를 사용하지 않아 장기적으로 운영 비용이 절감됩니다.
   • 유지보수: 파이버 레이저는 일반적으로 CO2 레이저에 비해 유지 보수가 덜 필요합니다. 움직이는 부품이 적고 가스를 보충할 필요가 없기 때문입니다. 하지만 일관된 성능과 수명을 유지하려면 정기적인 유지 보수가 여전히 필요합니다.

금속용 레이저 절단기 선택 시 고려해야 할 사항

금속판, 파이프, 스테인리스 스틸 및 알루미늄 막대 등 어떤 재질을 절단하든, 레이저 금속 커터는 그에 맞는 제품입니다. 레이저 파이버 금속 커터를 선택할 때 고려해야 할 네 가지 핵심 요소는 다음과 같습니다. 작업 영역, 레이저 전원 공급 장치, 레이저 속도, 보증 및 서비스 제공 범위입니다.

• 근무 지역: 베드 사이즈라고도 하는 이 크기는 금속 절단에 사용되는 실제 테이블의 크기입니다. 작업 공간은 작업할 금속 크기에 맞을 만큼 충분히 넓되, 공간이나 필요에 비해 너무 크지 않도록 선택하세요. 개방형 테이블 모델을 선택하여 절단 표면을 최대한 활용하세요.
• 레이저 전원 공급 장치: 레이저의 전력 공급 와트가 높을수록 레이저가 금속을 절단하는 데 필요한 전력이 커집니다. 더 강력한 파이버 레이저 금속 커터는 가격이 더 높으므로, 실제 사용량보다 더 많은 전력을 지불하지 않도록 필요 이상의 전력을 요구하지 않는 제품을 찾으십시오.
• 레이저 속도: 금속을 절단할 때 생산성을 높이려면 레이저 속도가 중요하지만, 레이저 속도와 전원 공급 장치를 일치시켜야 합니다. 어느 한쪽이 다른 쪽보다 빠르면 절단하는 금속이 손상될 수 있기 때문입니다.
• 보증 및 서비스:  기계에 대한 교육을 제공하고, 상당한 보증과 전문가 수준의 기술 지원으로 제품을 뒷받침하는 평판 좋은 회사를 선택하여 투자를 보호하세요.