금형가공에 산업가공레이저 활용 분석
현재 레이저 가공에 사용되는 산업용 레이저에는 고체 레이저와 가스 레이저의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 그 중 고체 레이저는 Nd:YAG 레이저로 대표됩니다. 가스 레이저는 CO2 레이저로 대표됩니다. 레이저 기술의 발전으로 사람들은 이제 특정 가공 응용 분야에서 고출력 광섬유 레이저와 고출력 반도체 레이저를 사용하기 시작했습니다.
1) Nd:YAG 레이저
Nd:YAG 레이저의 레이저 가공 재료는 1.06μm의 레이저 파장을 갖는 고체 Nd:YAG 막대입니다. 이러한 종류의 레이저는 레이저 변환 효율이 낮고 YAG 막대의 부피 및 열전도도 제한으로 인해 평균 레이저 출력이 높지 않습니다. 그러나 Nd:YAG 레이저는 Q 스위치를 통해 레이저 출력의 펄스 폭을 압축할 수 있기 때문에 펄스 모드 작업 시 높은 피크 전력(108W)을 얻을 수 있어 높은 피크가 요구되는 레이저 가공 응용 분야에 적합합니다. 힘; 또 다른 주요 장점은 광섬유를 통해 전송될 수 있어 복잡한 전송 광 경로의 설계 및 제작을 피하고 3차원 처리에 매우 유용합니다. 또한 주파수 트리핑 기술을 통해 레이저 파장을 355nm(자외선)로 변환할 수 있어 레이저 3차원 성형 기술에 활용될 수 있다.
2) CO2 레이저 (가이드 : 절삭공구 가공물 연삭방식의 특징)
CO2레이저의 레이저 가공재료는 CO2 혼합가스이며, 주요 응용 레이저 파장은 10.6μm이다. 이러한 종류의 레이저는 레이저 변환 효율이 높고 레이저 작업으로 생성된 열이 대류 또는 확산을 통해 레이저 이득 영역 외부로 빠르게 전달될 수 있으며 평균 레이저 출력 전력이 매우 높은 수준(10,000 이상)에 도달할 수 있기 때문입니다. 와트), 이는 고출력 레이저 가공 요구 사항을 충족합니다. 국내외 레이저 가공에 사용되는 고출력 CO2 레이저, 주로 직교류 및 축류 레이저:
①직교류 레이저: 직교류 레이저의 빔 품질은 그다지 좋지 않습니다. 멀티모드 출력으로 주로 열처리, 용접용으로 사용됩니다. 우리나라에서는 다양한 고출력 직교류 CO2 레이저 시리즈를 생산할 수 있어 국내 레이저 열처리 및 용접 수요를 충족할 수 있습니다.
② 축류 레이저: 축류 레이저의 빔 품질이 좋고 기본 모드 또는 준기본 모드 출력입니다. 주로 레이저 절단 및 용접에 사용됩니다. 우리나라의 레이저 절단 장비 시장은 주로 외국 축류 레이저가 차지하고 있습니다. 국내 레이저 제조사들이 외국 축류 레이저에 대한 많은 연구를 진행해 왔지만, 여전히 주요 부속품을 수입해야 하기 때문에 제품 가격이 크게 떨어지기 어렵고 보급률도 낮다.
새로운 유형의 회전 가스 흐름을 사용하는 소용돌이 CO2 레이저는 축류 CO2 레이저의 우수한 빔 품질과 교차 흐름 CO2 레이저의 저렴하고 작은 크기라는 장점을 가지고 있습니다. 이러한 종류의 산업용 가공 레이저의 홍보와 적용은 우리나라 레이저 가공 산업의 발전과 대중화를 촉진하는 데 긍정적인 역할을 할 것입니다. SLM(Selective Laser Melting) 기술과 LENS(Laser Engineered Net Shaping) 기술은 성형된 부품의 소형화, 높은 금속 접합 구조 및 고정밀도, 제작된 금형의 긴 수명 등의 장점을 가지고 있습니다. 업계에서는 일반적으로 이에 주목하고 있으며 다양한 장비 프로토타입이 해외에서 출시되었으며 일부는 상용화되기까지 했습니다. 현재 국내 연구 및 응용은 아직 초기 단계에 있습니다.
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