소개
나노초 펄스 섬유 레이저는 일반적으로 레이저 마킹에 사용되지만 나노초 펄스 섬유 레이저의 비용은 저렴하고 컴팩트하며 신뢰할 수 있으며 자주 유지 보수가 필요하지 않기 때문에 증발 절단에도 매우 적합합니다. 시드 레이저를 직접 변조하는 MOPA (Master Amplifier Power Amplifier)와 같은 설계를 채택함으로써 짧은 펄스와 비교적 높은 피크 전력을 얻을 수 있습니다. 이러한 기술은 레이저를 금속 절삭을위한 효과적인 가공 도구로 바 꾸었습니다.
연속파 절단기에 대한 대안으로, 펄스 레이저 레이저는 다중 패스 증발 절단 공정에 사용될 수있다. 모니터링 장치는 절단 라인을 통해 레이저가 앞뒤로 통과하도록 제어하여 노즐과 도움 없이도 한 번에 소량의 금속 만 제거합니다. 가스. 이 기술은 유연하고 정확하며 합리적인 솔루션을 제공합니다. 이 장치는 기본적으로 간단한 레이저 마킹 시스템입니다.
이 절단 기술은 비철 금속 및 비철 금속에서 세라믹, 폴리머 재료 및 탄소 함유 복합재에 이르기까지 광범위한 재료에 적용 할 수 있습니다. 절단 속도를 쉽게 변경할 수 있습니다. 얇은 금속판의 경우 10 mm / 분보다 작을 수 있습니다. 두꺼운 재료의 경우 절삭 속도가 1 mm / 분보다 클 수 있습니다. 두꺼운 금속을 절단 할 때 절단 선 보정 또는 빔 스윙과 같은 특수 기술을 사용하여 절단 폭을 효과적으로 확장해야합니다. 이러한 속도는 기존의 레이저 절단에 비해 느릴 수 있지만 많은 응용 분야에서 나노초 펄스 광섬유 레이저의 저렴한 비용과 유연성은 매우 매력적입니다.
실험 결과 SPI 레이저의 모든 SM / HS / HM 모델은 효과적인 절단을 달성 할 수 있지만 각 기계의 절단 특성은 재료 선택 및 필요한 출력과 관련하여 약간 다릅니다. 좁은 슬릿 폭을 예로 들어 고품질 빔과 작은 스폿이있는 SM 레이저가 가장 적합합니다. 두꺼운 재료의 경우 더 높은 피크 파워와 더 큰 크기의 스폿이있는 HM 유형이 더 좋습니다.
알루미늄 재질
순수한 알루미늄 및 알루미늄 합금이 널리 사용되며 일부 작고 복잡한 부품은 두꺼운 재료로 절단 할 수 있습니다. (그림 1) 완성 된 표면은 드로잉과 같은 효과가 크지 않으며, 연마 된 부분도 매우 잘자를 수 있습니다. 최대 2 mm 두께의 부품은 이와 같이 절단하고 성형 할 수 있지만 속도는 느려집니다.
이미지 1 절삭 샘플에는 1. 2 mm 알루미늄 시트, 0. 2 mm 주석 강판 0. 5 mm 및 2 mm 광택 알루미늄.
스테인레스
스테인레스 스틸은 매우 널리 사용되는 재료입니다. 특히 의료 산업에서는 절단 정확도에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 0. 5 mm 두께 304 급 재료의 경우, 간단한 스캐닝 시스템을 사용하여 20 mm / min보다 큰 절삭 속도를 달성하는 동시에 우수한 절삭 품질을 얻을 수 있습니다. 그러나 고정 절단 헤드와 동축 보조 가스가 장착 된 40 W HM 레이저를 사용하면 절단 속도가 20 0μm 스테인리스 강은 1 이상 도달 할 수 있습니다. 5 m / 분! (이미지 2)
이미지 2 40 W HM 속도의 두께가 두꺼운 스테인리스 강판 200 가공
1. 5 m / 분
티타늄 소재
얇은 티타늄 판은 절단하기 쉽습니다. 엔지니어링 응용 분야의 경우 모서리 산화가 절단 모서리의 품질에 영향을 미치지 않도록주의해야합니다. 그러나 장식용 보석과 같은 덜 기술적 인 기능이있는 응용 분야의 경우이 프로세스가 이상적이며 컬러 마킹과 결합 될 수 있습니다.
이미지 3 티타늄 공예 보석 300 두께 20 W HS 레이저 절단 속도 1-2mm / s
고 반사 재료
구리, 황동,은 및 금은 모두 매우 높은 반사율과 전기 전도성을 가지므로 이러한 재료는 종종 절단하기 매우 어려운 것으로 간주됩니다. 절단 공정을 시작하려면 높은 전력 밀도가 필요하지만 나노초 파이버 레이저를 사용하면 절단이 쉽습니다.
황동은 일반적으로 레이저 절단에 어려운 재료로 간주되며, 절단 매개 변수를 테스트하고 연구하기 위해 금을 절단하기 전에 실험 재료로 자주 사용됩니다. 충분한 피크 파워가있는 한, 20 W HS 레이저로 매우 두껍거나 심지어 최대 1 mm의 재료를 절단 할 수 있으며 품질이 매우 좋습니다. 40 W HM 레이저를 사용하면 처리 할 수있는 최대 두께가 2 mm에이를 수 있습니다. (이미지 4)
이미지 4 은 (는) 0입니다. 8 20 W 레이저로 가공 된 두께가 두꺼운 황동 기어 7 분
많은 엔지니어링 응용 분야에서는 특히 전기 및 전자 분야, 특히 판금 재료에서 구리 절단이 필요합니다. 재료는 높은 반사율과 높은 전도성을 갖지만, 금속에 결합 된 높은 피크 전력은 절단 정확도를 매우 높이고 버 (burr)를 만들지 않습니다 (그림 5). 보드에서 전도성 트랙을 절단하는 데 필요한 특정 요구 사항이 있기 때문에 PCB 보드에서 침전 트랙을 구리로 절단하는 응용이 부상하고 있습니다.
이미지 5 20 W 파이버 레이저를 사용한 구리 시트 절단
예를 들어,은과 금과 같은 귀금속은 펄스 레이저를 사용하여자를 수 있습니다.이 기술은 매우 복잡한 모양을 완성 할 수 있으며 재료 낭 비율이 매우 낮아 보석 제작자에게 매우 매력적입니다. 아래 그림은 직경이 20 mm 인 좋은 품질의 매우 화려한 은판입니다. 20 W HS 레이저로 절단되었습니다. (이미지 6)
결론
나노초 펄스 섬유 레이저는 증발 절단에 매우 적합합니다. 위의 예는 많은 금속이 레이저로 절단 될 수 있음을 보여 주며, 또한 이러한 레이저가 다목적임을 보여줍니다.