알루미늄 절단에 금속 레이저 절단기 적용
레이저 절단의 장점은 알루미늄 호일을 다양한 모양으로 빠르고 정확하게 가공할 수 있다는 것입니다. 이러한 기술적 장점은 레이저 절단 장비가 상용화되자마자 많은 항공사에 매력적으로 다가옵니다. 1970년대 주요 제조사들은 레이저 절단 기술을 평가한 결과, 레이저 가공으로 인해 발생한 미세 균열로 인해 부품의 피로 특성이 손상되는 것은 허용되지 않는다는 사실을 발견했습니다. 잠재적인 중량 증가로 인해 제조 산업의 이익이 손상되어 주요 기체 제조업체에서 레이저 절단 기술을 보류하게 되었습니다.
스피너 부품 및 변속기의 제조는 대형 금속 빌렛으로 만들어집니다. 동체에도 단조 소재를 사용한 부품이 일부 포함되어 있지만 대부분의 동체 부품은 알루미늄판으로 제작되었습니다. 전통적으로 7000 시리즈 아연 기반 알루미늄 합금은 합금의 정적 강도와 피로 강도가 우수하기 때문에 가공에 사용됩니다. 7000 시리즈 알루미늄 소재는 항공우주 분야에 매우 적합하지만 고온에 강하지 않습니다. 용접, 레이저 절단 작업과 같은 급격한 가열로 인해 미세 균열이 발생할 수 있습니다. 미세 균열은 피로 강도를 감소시킵니다. 용접과 레이저 절단은 열적으로 유도된 미세 균열을 생성하는 두 가지 공정입니다.
품질과 가공 관리가 중요합니다. 처리에 불확실한 요소를 가져오는 프로세스는 직접 제어하거나 제거해야 합니다. 과거에는 레이저 절단으로 인해 품질 관리와 다양한 생산 배치 간의 일관성이 크게 저하되었습니다.
현재의 레이저 절단 시스템에서는 항공 응용 분야에서 이러한 레이저 절단의 한계가 개선되었습니다. 이러한 제한에는 피로 성능 및 제조 공정 일관성 감소가 포함됩니다. 이제 레이저 시스템은 열 영향부(HAZ)의 크기와 해당 미세 균열을 크게 줄였습니다. 레이저 절단 공정에서 기술자는 이미 절단 매개변수를 제어하고 계산기 소프트웨어를 사용하여 정확한 반복을 수행할 수 있습니다. 이러한 기술 발전으로 인해 사람들은 레이저 절단이 동체 구조 생산에 적합한지 다시 생각하게 되었습니다. 동체 구조는 주로 7000 시리즈 알루미늄 재질로 만들어졌습니다.
피로 파괴는 일반적으로 부품의 가장자리, 형상 변화, 접합부 등 응력이 집중되는 장소에서 발생합니다. 판금으로 만든 동체 부품을 접합하는 방법에는 여러 가지가 있으며 피로 균열의 대부분은 접합부에서 발생합니다. 조인트의 작은 구멍을 절단하는 데 레이저를 사용하지 않는 경우 레이저는 주로 부품의 가장자리 절단에 사용됩니다. 다른 효과의 경우 가장 취약한 연결 위치를 사용하여 연결과 비교하여 레이저 절단으로 인한 미세 균열이 주요 손상 위치가 아님을 설명할 수 있습니다. 이러한 방식으로 부품이 접합부에서 파손될 가능성이 있는 경우 레이저 절단 기술이 부품의 피로 특성을 더 이상 손상시키지 않는다는 결론을 내릴 수 있습니다.
레이저 절단 공정은 일관된 부품을 더 빠르게 가공할 수 있으며 기존 가공보다 더 효율적입니다. 레이저 기술을 통해 가공 시간과 생산 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다. 오랫동안 7000 시리즈 알루미늄 판 가공에서는 피로 성능 저하로 인해 레이저의 장점이 활용되지 않았습니다. 최근 레이저 시스템의 혁신을 통해 사람들은 항공용 알루미늄 레이저 절단의 장점을 재평가할 수 있게 되었습니다. 예비 테스트에서는 기체 처리에서 레이저 기술의 잠재력이 나타났습니다. 미래의 기체 시스템과 기존 설계는 과거 경험을 바탕으로 이 기체 시스템에 레이저를 적용할 수 있는 가능성을 배제해서는 안 됩니다. 레이저 기술이 제품에 이점을 가져올 수 있는지 판단하기 위해 열린 태도를 유지하여 다양한 상황을 분석해야 합니다.
