레이저 절단 속도와 효율에 영향을 미치는 요인
현대의 금속판 가공에서 레이저 기술은 다양한 종류의 재료를 성형할 때 뛰어난 정밀도와 절단 속도를 제공합니다. 산업 전반에서 레이저 절단 기술의 다용도성이 계속 확대됨에 따라, 속도와 효율을 최적화하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다. 원자재에서 최종 제품에 이르기까지 레이저 절단 공정은 여러 복잡한 요소들이 상호 작용하는 과정을 포함합니다. 재료의 고유한 특성부터 절단 장비의 정교한 설정에 이르기까지, 레이저 절단 속도와 효율에 영향을 미치는 핵심 요소들을 충분히 이해하는 것은 매우 중요합니다.
이 기사에서는 레이저 절단 속도와 효율에 영향을 미치는 주요 요소들을 포괄적으로 살펴보며, 재료 특성, 레이저 파라미터, 절단 조건, 기계 구성 및 설계 고려사항의 복잡성을 설명합니다. 이러한 검토를 통해 사용자는 레이저 절단 기술의 잠재력을 충분히 활용하고 금속 가공 공정의 혁신을 이끌어낼 수 있는 귀중한 통찰을 얻을 수 있습니다.
레이저 절단 속도 및 효율
레이저 절단기의 절단 속도는 많은 가공 기업들이 생산 효율성과 직결되기 때문에 주요 고려 사항이다. 즉, 속도가 빠를수록 전체 출력이 높아진다. 레이저 절단은 최적의 속도와 효율을 달성하기 위해 다양한 요소들이 정교하게 균형을 이루어야 하는 복잡한 제조 기술이다. 재료의 조성, 두께, 표면 상태와 같은 물성은 절단 조건에 모두 영향을 미친다. 전력 밀도, 빔 품질, 초점 거리와 같은 레이저 파라미터는 절단의 정밀도와 효과를 결정한다. 절단 속도 및 보조 가스와 같은 절단 조건의 선택은 절단 효율 향상에 핵심적인 역할을 한다. 시스템 구성 및 유지보수와 같은 장비 요인들도 전반적인 성능에 상당한 영향을 미친다. 또한 기하학적 복잡성이나 배치 최적화와 같은 설계 고려사항 역시 절단 속도와 효율에 영향을 준다. 이러한 요소들을 충분히 이해하고 최적화함으로써 제조업체는 레이저 절단 공정의 속도, 정밀도, 효율성을 개선하여 생산성과 경쟁력을 높일 수 있다.
레이저 절단 속도에 영향을 미치는 주요 요인
첨단 절단 기술은 레이저 절단 산업의 급속한 발전을 이끌었으며, 레이저 절단기의 절단 품질과 안정성을 크게 향상시켰습니다. 가공 과정에서 레이저 절단 속도는 공정 파라미터, 재료 품질, 가스 순도 및 빔 품질과 같은 요인의 영향을 받습니다. 이러한 변화 과정의 복잡성에 대한 심층적인 연구를 통해 사용자가 신중하게 고려해야 할 종합적인 요소들을 확인할 수 있습니다. 여기서 우리는 레이저 절단 속도와 효율성에 크게 영향을 미치는 주요 요인들을 살펴봅니다.
레이저 매개변수
출력 밀도: 레이저 출력 밀도는 주어진 면적에 집속된 레이저 빔의 출력에 의해 결정되며, 이는 절단 속도와 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 더 높은 출력 밀도는 빠른 절단 속도를 가능하게 하지만, 재료 손상을 방지하기 위해 정밀한 캘리브레이션이 필요합니다.
빔 품질: 레이저 빔의 품질은 발산각, 패턴, 파장 등의 요소를 포함하며 절단 정확도와 효율성에 영향을 미칩니다. 고품질의 빔은 균일한 에너지 분포를 보장하여 더 깨끗한 절단면과 더 높은 효율을 제공합니다.
초점 거리: 레이저 렌즈의 초점 거리는 빔 스팟의 크기와 깊이를 결정합니다. 최적의 초점 선택은 절단면에 정밀한 에너지 전달을 보장하며, 품질 저하 없이 효율을 극대화합니다.
물질 특성
재료 종류: 절단 대상 재료의 종류는 레이저 절단 속도와 효율성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 부드러운 재료는 비교적 쉽게 그리고 빠르게 레이저 절단이 가능하지만, 단단한 재료는 더 긴 가공 시간이 필요합니다. 스테인리스강, 알루미늄, 탄소강과 같은 금속은 각각 열전도율, 융점, 반사율이 다르며, 이 모든 특성들이 레이저 절단에 대한 반응에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 강철 절단은 알루미늄 절단보다 훨씬 느립니다.
두께: 재료의 두께는 절단 속도와 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 두꺼운 재료는 얇은 재료보다 절단에 더 많은 에너지와 시간이 필요합니다. 다양한 두께에서 최적의 결과를 얻기 위해서는 레이저 출력, 초점 거리 및 절단 속도를 조정해야 합니다.
표면 상태: 표면 결함(예: 녹, 산화 또는 코팅)은 레이저 절단의 품질과 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 효율적인 절단을 위해 재료 표면을 세척하거나 표면 처리를 통해 준비가 필요할 수 있습니다.
레이저 절단기 요인
레이저 시스템 구성: 빔 전달 시스템, 모션 제어 및 자동화 기능을 포함한 레이저 절단기의 설계 및 기능은 절단 속도와 효율성에 영향을 미칠 수 있습니다. 현대 레이저 기술의 발전으로 가공 속도와 정밀도가 향상되었습니다.
정비 및 캘리브레이션: 레이저 절단 장비의 정기적인 정비, 캘리브레이션 및 정렬은 안정적인 성능을 보장하고 장비 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 정비를 소홀히 하면 절단 효율이 떨어지고, 가동 중단 시간이 늘어나며 고비용 수리가 발생할 수 있습니다.
잔디 깎는 조건
절단 속도: 레이저 빔이 재료 표면을 따라 이동하는 속도는 절단 효율에 큰 영향을 미칩니다. 절단 속도와 출력 사이의 적절한 균형을 찾는 것은 원하는 결과를 얻고 처리 시간을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
보조 가스 선택: 산소, 질소 또는 압축 공기와 같은 보조 가스는 레이저 절단 과정에서 재료 제거 및 냉각을 지원합니다. 보조 가스의 선택은 재료 종류, 두께 및 원하는 절단면 품질에 따라 달라집니다. 보조 가스 압력이 높을수록 가스 순도가 높아지고 재료에 부착되는 불순물이 줄어들며 절단면이 더욱 매끄러워집니다. 일반적으로 산소는 더 빠르게 절단하고, 질소는 더 우수한 품질로 절단하며 비용도 저렴합니다. 각각의 가스는 절단 효율성과 청결도에서 서로 다른 수준을 제공합니다.
노즐 설계 및 정렬: 적절한 노즐 설계와 정렬은 보조 가스 흐름을 올바르게 유도하고 최적의 스탠드오프 거리를 유지하는 데 도움이 됩니다. 정렬 불량이나 노즐 마모는 절단 효율과 품질 저하를 초래할 수 있습니다.
잔디 깎는 조건
절단 속도: 레이저 빔이 재료 표면을 따라 이동하는 속도는 절단 효율에 큰 영향을 미칩니다. 절단 속도와 출력 사이의 적절한 균형을 찾는 것은 원하는 결과를 얻고 처리 시간을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
보조 가스 선택: 산소, 질소 또는 압축 공기와 같은 보조 가스는 레이저 절단 공정 중 재료 제거 및 냉각을 돕습니다. 보조 가스의 선택은 재료 종류, 두께 및 원하는 절단면 품질에 따라 달라집니다. 보조 가스 압력이 높을수록 가스 순도가 높아져 재료에 부착되는 불순물이 줄어들고 더 매끄러운 절단면을 얻을 수 있습니다. 일반적으로 산소는 절단 속도가 빠르고, 질소는 더 나은 절단 품질을 제공하며 비용이 낮습니다. 각각의 가스는 절단 효율성과 청결도에서 서로 다른 수준을 제공합니다.
노즐 설계 및 정렬: 적절한 노즐 설계와 정렬은 보조 가스 흐름을 올바르게 유도하고 최적의 스탠드오프 거리를 유지하는 데 도움을 줍니다. 정렬이 잘못되었거나 노즐 마모가 발생하면 절단 효율과 품질이 저하될 수 있습니다.
환경 요인
온도 및 습도: 주변 온도와 습도 수준은 레이저 절단 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 극한의 온도나 높은 습도는 재료의 변형을 유발하거나 레이저 빔 전파를 방해하여 절단 속도와 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
공기 질: 먼지나 입자와 같은 공중 부유 오염물질은 레이저 절단 작업을 방해할 수 있습니다. 절단 환경 내에서 깨끗한 공기를 유지하면 노즐 막힘을 방지하고 일관된 절단 효율을 보장하는 데 도움이 됩니다.
디자인 고려사항
기하학적 복잡성: 날카로운 모서리, 작은 특징 또는 좁은 허용오차를 가진 복잡한 디자인의 경우 정확성과 엣지 품질을 유지하기 위해 낮은 절단 속도가 필요할 수 있습니다. 고급 CAD 소프트웨어를 사용하면 복잡한 형상을 위한 절단 경로를 최적화하여 전반적인 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
최적화된 부품 배치(Nesting Optimization): 최적화 소프트웨어를 활용해 재료를 효율적으로 사용하면 자재 낭비를 최소화하고, 절단 시간을 단축하며 전반적인 공정 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 부품 배치 알고리즘은 공간 활용을 극대화하여 자재 사용률을 최고로 끌어올리는 방식으로 부품들을 배열합니다.
에지 마감 요구사항(Edge Finish Requirements): 에지 품질 기준(매끄러운지, 거친지, 또는 버(burr)가 없는지 여부)은 절단 조건과 속도에 영향을 미칩니다. 최종 제품이 품질 기준을 충족하도록 하기 위해 특정 표면 마감 기준을 만족하는 방향으로 절단 조건을 조정해야 할 수 있습니다.
레이저 절단의 복잡한 공정에서 제조업체는 이러한 요소들을 신중하게 고려하고 균형을 맞춰야 하며, 이를 통해 첨단 레이저 기술의 잠재력을 완전히 실현할 수 있습니다. 재료 간 상호작용, 레이저 동역학, 절단 조건, 장비 구성, 환경적 영향 및 설계 복잡성에 대한 정교한 이해는 현대 제조에서 최적의 레이저 절단 속도와 효율성을 달성하는 데 도움이 됩니다.
레이저 절단 속도를 높이는 방법
1. 적절한 재료 선택
절단이 쉬운 재료를 선택하면 절단 효율을 높일 수 있습니다.
2. 레이저 출력 적절히 조정
레이저 출력 조정은 레이저 절단 속도에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 절단 속도를 높이기 위해 다양한 재료와 두께에 따라 레이저 출력을 적절히 조정하는 것이 중요합니다.
3. 고품질 레이저 사용
레이저의 품질도 레이저 절단 속도에 상당한 영향을 미칩니다. 더 고품질의 레이저를 사용하면 절단 효율을 개선하고 절단 시간을 단축할 수 있습니다.
4. 장비 유지 관리
레이저 절단기를 정기적으로 점검하고 유지 보수하여 최적의 작동 상태를 유지하면 절단 속도와 효율을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
레이저 출력, 재료 상태 및 레이저 절단 속도 간의 관계
이전에 우리는 레이저 절단 속도에 영향을 미치는 요소들, 즉 재료 특성과 레이저 소스 출력에 대해 논의한 바 있습니다. 아래에서는 차트를 사용하여 Raycus 1000W-15000W 파이버 레이저와 IPG 1000W-12000W 파이버 레이저의 최대 절단 두께 및 해당 절단 속도를 설명합니다.
Raycus 절단 속도 - 탄소강
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (Raycus/탄소강/1000W-4000W)
| 재질 | 레이저파워 | 1000W | 1500W | 2000와트 | 3000W | 4000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 탄소강 (O2/N2/공기) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 7.3/25 | 10/35 | 28-35 |
| 2 | 4 | 5 | 5.2/9 | 5.5/20 | 12-15 | |
| 3 | 3 | 3.6 | 4.2 | 4 | 4-4.5(1.8 kW)/8-12 | |
| 4 | 2.3 | 2.5 | 3 | 3.5 | 3-3.5(2.4 kW) | |
| 5 | 1.8 | 1.8 | 2.2 | 3.2 | 2.5-3(2.4 kW) | |
| 6 | 1.4 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | 2.5-2.8(3 kW) | |
| 8 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 2.2 | 2-2.3(3.6 kW) | |
| 10 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.5 | 1.8-2(4 kW) | |
| 12 | 0.8 | 0.9 | 1 | 1-1.2(1.8-2.2 kW) | ||
| 14 | 0.65 | 0.8 | 0.9 | 0.9-1(1.8-2.2 kW) | ||
| 16 | 0.5 | 0.7 | 0.75 | 0.7-0.9(2.2-2.6 kW) | ||
| 18 | 0.5 | 0.65 | 0.6-0.7(2.2-2.6 kW) | |||
| 20 | 0.4 | 0.6 | 0.55-0.65(2.2-2.6 kW) | |||
| 22 | 0.55 | 0.5-0.6(2.2-2.8 kW) | ||||
| 25 | 0.5(2.4-3 kW) |
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (Raycus/탄소강/6000W-15000W)
| 레이저파워 | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3.5-4.2(2.4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3.3-3.8(2.4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3.6(3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2.7-3.2(3.3 kW) / 4.5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2.2-2.5(4.2 kW) | 2.3-2.5(4 kW) / 5-5.5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2.0-2.3(5.5 kW) | 2.3(6 kW) | 2-2.3(6 kW)/3.5-4.5 | 2-2.3(6 kW)/5-6.5 | 2-2.3(6 kW)/7-8 |
| 12 | 1.9-2.1(6 kW) | 1.8-2(7.5 kW) | 1.8-2(7.5 kW) | 1.8-2(7.5 kW) | 1.8-2(7.5 kW)/5-6 |
| 14 | 1.4-1.7(6 kW) | 1.6-1.8(8 kW) | 1.6-1.8(8.5 kW) | 1.6-1.8(8.5 kW) | 1.6-1.8(8.5 kW)/4.5-5.5 |
| 16 | 1.2-1.4(6 kW) | 1.4-1.6(8 kW) | 1.4-1.6(9.5 kW) | 1.5-1.6(9.5 kW) | 1.5-1.6(9.5 kW)/3-3.5 |
| 18 | 0.8(6 kW) | 1.2-1.4(8 kW) | 1.3-1.5(9.5 kW) | 1.4-1.5(10 kW) | 1.4-1.5(10 kW) |
| 20 | 0.6-0.7(6 kW) | 1-1.2(8 kW) | 1.2-1.4(10 kW) | 1.3-1.4(12 kW) | 1.3-1.4(12 kW) |
| 22 | 0.5-0.6(6 kW) | 0.6-0.65(8 kW) | 1.0-1.2(10 kW) | 1-1.2(12 kW) | 1.2-1.3(15 kW) |
| 25 | 0.4-0.5(6 kW) | 0.3-0.45(8 kW) | 0.5-0.65(10 kW) | 0.8-1(12 kW) | 1.2-1.3(15 kW) |
| 30 | 0.2-0.25(8 kW) | 0.3-0.35(10 kW) | 0.7-0.8(12 kW) | 0.75-0.85(15 kW) | |
| 40 | 0.1-0.15(8 kW) | 0.2(10 kW) | 0.25-0.3(12 kW) | 0.3-0.35(15 kW) | |
| 50 | 0.2-0.25(15 kW) | ||||
| 60 | 0.18-0.2(15 kW) |
IPG 절단 속도 - 탄소강
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (IPG // 1000W-4000W)
| 재질 | 레이저파워 | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 탄소강 (O2/N2/공기) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (Raycus/탄소강/6000W-15000W)
| 레이저파워 | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3.5-4.2(2.4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3.3-3.8(2.4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3.6(3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2.7-3.2(3.3 kW) / 4.5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2.2-2.5(4.2 kW) | 2.3-2.5(4 kW) / 5-5.5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2.0-2.3(5.5 kW) | 2.3(6 kW) | 2-2.3(6 kW)/3.5-4.5 | 2-2.3(6 kW)/5-6.5 | 2-2.3(6 kW)/7-8 |
| 12 | 1.9-2.1(6 kW) | 1.8-2(7.5 kW) | 1.8-2(7.5 kW) | 1.8-2(7.5 kW) | 1.8-2(7.5 kW)/5-6 |
| 14 | 1.4-1.7(6 kW) | 1.6-1.8(8 kW) | 1.6-1.8(8.5 kW) | 1.6-1.8(8.5 kW) | 1.6-1.8(8.5 kW)/4.5-5.5 |
| 16 | 1.2-1.4(6 kW) | 1.4-1.6(8 kW) | 1.4-1.6(9.5 kW) | 1.5-1.6(9.5 kW) | 1.5-1.6(9.5 kW)/3-3.5 |
| 18 | 0.8(6 kW) | 1.2-1.4(8 kW) | 1.3-1.5(9.5 kW) | 1.4-1.5(10 kW) | 1.4-1.5(10 kW) |
| 20 | 0.6-0.7(6 kW) | 1-1.2(8 kW) | 1.2-1.4(10 kW) | 1.3-1.4(12 kW) | 1.3-1.4(12 kW) |
| 22 | 0.5-0.6(6 kW) | 0.6-0.65(8 kW) | 1.0-1.2(10 kW) | 1-1.2(12 kW) | 1.2-1.3(15 kW) |
| 25 | 0.4-0.5(6 kW) | 0.3-0.45(8 kW) | 0.5-0.65(10 kW) | 0.8-1(12 kW) | 1.2-1.3(15 kW) |
| 30 | 0.2-0.25(8 kW) | 0.3-0.35(10 kW) | 0.7-0.8(12 kW) | 0.75-0.85(15 kW) | |
| 40 | 0.1-0.15(8 kW) | 0.2(10 kW) | 0.25-0.3(12 kW) | 0.3-0.35(15 kW) | |
| 50 | 0.2-0.25(15 kW) | ||||
| 60 | 0.18-0.2(15 kW) |
IPG 절단 속도 - 탄소강
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (IPG // 1000W-4000W)
| 재질 | 레이저파워 | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 탄소강 (O2/N2/공기) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (IPG/탄소강/6000W-12000W)
| 재질 | 레이저파워 | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 탄소강 (O2/N2/공기) | 1 | 10-12/45-60 | 10-12/50-60 | 10-12/50-80 | |
| 2 | 5-6/26-30 | 5.5-6.8/30-35 | 5.5-6.8/38-43 | ||
| 3 | 4-4.5/18-20 | 4.2-5.0/20-25 | 4.2-5.0/28-30 | ||
| 4 | 3.2-3.8/13-15 | 3.7-4.5/15-18 | 3.7-4.5/18-21 | ||
| 5 | 3-3.5/7-10 | 3.2-3.8/10-12 | 3.2-3.8/13-15 | ||
| 6 | 2.8-3.2 | 2.8-3.6/8.2-9.2 | 2.8-3.6/10.8-12 | ||
| 8 | 2.5-2.8 | 2.6-3.0/5.0-5.8 | 2.6-3.0/7.0-7.8 | ||
| 10 | 2.0-2.5 | 2.1-2.6/3.0-3.5 | 2.1-2.6/3.8-4.6 | 2.2-2.6 | |
| 12 | 1.8-2.2 | 1.9-2.3 | 1.9-2.3 | 2-2.2 | |
| 14 | 1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.8-2.2 | |
| 16 | 0.85-1.5 | 0.85-1.2 | 0.85-1.2 | 1.5-2 | |
| 20 | 0.75-1.0 | 0.75-1.1 | 0.75-1.1 | 1.2-1.7 | |
| 22 | 0.7-0.8 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | |
| 25 | 0.6-0.7 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | |
| 30 | 0.4-0.5 | ||||
| 35 | 0.35-0.45 | ||||
| 40 | 0.3-0.4 |
표에서 볼 수 있듯이, 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W 및 15000W 파이버 레이저 절단기의 두께와 속도 파라미터를 확인할 수 있습니다.
예를 들어 탄소강의 경우, 1000W Raycus 파이버 레이저 절단기는 최대 절단 속도 3미터/분으로 3mm 두께의 탄소강을 절단할 수 있습니다.
1500W 파이버 레이저 절단기는 최대 절단 속도 3.6미터/분으로 3mm 두께의 탄소강을 절단할 수 있습니다.
위 IPG 차트를 사용하면 동일한 재료를 절단할 때 서로 다른 레이저 절단기의 파라미터를 비교할 수 있습니다. 예를 들어:
1000W 레이저 절단기는 최대 3.3미터/분의 속도로 3mm 두께의 탄소강을 절단할 수 있습니다.
1500W 레이저 절단기는 최대 3.9미터/분의 속도로 3mm 두께의 탄소강을 절단할 수 있습니다.
Raycus 절단 속도 - 스테인리스강
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (Raycus/스테인리스강/1000W-4000W)
| 재질 | 레이저파워 | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 스테인리스강 (N2) | 1 | 13 | 20 | 28 | 28-35 | 30-40 |
| 2 | 6 | 7 | 10 | 18-24 | 15-20 | |
| 3 | 3 | 4.5 | 5 | 7-10 | 10-12 | |
| 4 | 1 | 3 | 3 | 5-6.5 | 6-7 | |
| 5 | 0.6 | 1.5 | 2 | 3-3.6 | 4-4.5 | |
| 6 | 0.8 | 1.5 | 2-2.7 | 3-3.5 | ||
| 8 | 0.6 | 1-1.2 | 1.5-1.8 | |||
| 10 | 0.5-0.6 | 1-1.2 | ||||
| 12 | 0.8 |
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (Raycus/스테인리스강/6000W-15000W)
| 재질 | 레이저파워 | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 스테인리스강 (N2) | 1 | 30-45 | 40-50 | 45-50 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 25-30 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-50 | |
| 3 | 15-18 | 20-24 | 25-30 | 30-35 | 35-38 | |
| 4 | 10-12 | 12-15 | 18-20 | 23-27 | 25-29 | |
| 5 | 7-8 | 9-10 | 12-15 | 15-18 | 18-22 | |
| 6 | 4.5-5 | 7-8 | 8-9 | 13-15 | 15-18 | |
| 8 | 3.5-3.8 | 4-5 | 5-6 | 8-10 | 10-12 | |
| 10 | 1.5-2 | 3-3.5 | 3.5-4 | 6.5-7.5 | 8-9 | |
| 12 | 1-1.2 | 2-2.5 | 2.5-3 | 5-5.5 | 6-7 | |
| 16 | 0.5-0.6 | 1-1.5 | 1.6-2 | 2-2.3 | 2.9-3.1 | |
| 20 | 0.2-0.35 | 0.6-0.8 | 1-1.2 | 1.2-1.4 | 1.9-2.1 | |
| 22 | 0.4-0.6 | 0.7-0.9 | 0.9-1.2 | 1.5-1.7 | ||
| 25 | 0.3-0.4 | 0.5-0.6 | 0.7-0.9 | 1.2-1.4 | ||
| 30 | 0.15-0.2 | 0.25 | 0.25-0.3 | 0.8-1 | ||
| 35 | 0.15 | 0.2-0.25 | 0.6-0.8 | |||
| 40 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | ||||
| 45 | 0.2-0.4 |
IPG 절단 속도 - 스테인리스강
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (IPG/스테인리스강/1000W-4000W)
| 재질 | 레이저파워 | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 스테인리스강 (N2) | 1 | 12-15 | 16-20 | 20-28 | 30-40 | 40-55 |
| 2 | 4.5-5.5 | 5.5-7.0 | 7-11 | 15-18 | 20-25 | |
| 3 | 1.5-2 | 2.0-2.8 | 4.5-6.5 | 8-10 | 12-15 | |
| 4 | 1-1.3 | 1.5-1.9 | 2.8-3.2 | 5.4-6 | 7-9 | |
| 5 | 0.6-0.8 | 0.8-1.2 | 1.5-2 | 2.8-3.5 | 4-5.5 | |
| 6 | 0.6-0.8 | 1-1.3 | 1.8-2.6 | 2.5-4 | ||
| 8 | 0.6-0.8 | 1.0-1.3 | 1.8-2.5 | |||
| 10 | 0.6-0.8 | 1.0-1.6 | ||||
| 12 | 0.5-0.7 | 0.8-1.2 | ||||
| 16 | 0.25-0.35 |
파이버 레이저 절단 두께 및 속도 파라미터 (IPG/스테인리스강/6000W-12000W)
| 재질 | 레이저파워 | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| 두께 | 속도 | 속도 | 속도 | 속도 | |
| (mm) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | (분/미터) | |
| 스테인리스강 (N2) | 1 | 60-80 | 60-80 | 60-80 | 70-80 |
| 2 | 30-35 | 36-40 | 39-42 | 42-50 | |
| 3 | 19-21 | 21-24 | 25-30 | 33-40 | |
| 4 | 12-15 | 15-17 | 20-22 | 25-28 | |
| 5 | 8.5-10 | 10-12.5 | 14-16 | 17-20 | |
| 6 | 5.0-5.8 | 7.5-8.5 | 11-13 | 13-16 | |
| 8 | 2.8-3.5 | 4.8-5.8 | 7.8-8.8 | 8-10 | |
| 10 | 1.8-2.5 | 3.2-3.8 | 5.6-7 | 6-8 | |
| 12 | 1.2-1.5 | 2.2-2.9 | 3.5-3.9 | 4.5-5.4 | |
| 16 | 1.0-1.2 | 1.5-2.0 | 1.8-2.6 | 2.2-2.5 | |
| 20 | 0.6-0.8 | 0.95-1.1 | 1.5-1.9 | 1.4-6 | |
| 22 | 0.3-0.4 | 0.7-0.85 | 1.1-1.4 | 0.9-4 | |
| 25 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | 0.45-0.65 | 0.7-1 | |
| 30 | 0.3-0.4 | 0.4-0.5 | 0.3-0.5 | ||
| 35 | 0.25-0.35 | ||||
| 40 | 0.2-0.25 |
이제 스테인리스강 절단을 위한 파라미터를 자세히 살펴보겠습니다.
1000W 파이버 레이저 절단 장비를 사용하면 3mm 두께의 스테인리스강을 최대 분당 3미터의 속도로 절단할 수 있습니다.
1500W 파이버 레이저 절단 장비를 사용하면 3mm 두께의 스테인리스강을 최대 분당 4.5미터의 속도로 절단할 수 있습니다.
5mm 두께의 스테인리스강을 절단할 경우, 1000W 파이버 레이저 절단기는 분당 최대 0.6미터의 절단 속도를 달성할 수 있으며, 1500W 레이저 절단기는 분당 최대 1.5미터의 절단 속도를 달성할 수 있습니다.
이러한 매개변수들을 비교해보면, 동일한 재료 종류와 두께를 사용할 때 더 높은 출력이 더 빠른 절단 속도를 가능하게 한다는 것을 알 수 있습니다.
레이저 절단 속도가 절단 품질에 미치는 영향
1. 절단 속도가 너무 빠를 경우, 빔과 동축을 이루는 가스가 절단 잔여물을 완전히 제거하지 못합니다. 양쪽에 녹은 물질이 쌓이고 절단부 하단 가장자리에서 응고되어 제거하기 어려운 슬래그(dross)가 형성됩니다. 너무 빠른 절단은 또한 재료가 완전히 절단되지 않고 하단에 일정 두께의 접착 부분이 남는 결과를 초래할 수 있으며, 일반적으로 매우 작아 제거하려면 수동으로 망치로 두드려야 합니다.
절단 속도가 적절할 경우 절단 품질이 향상되어 절개부가 작고 매끄럽고, 절단면이 평활하며 버(burr)가 없으며 작업물 전체의 변형이 없어 별도의 후처리 없이 바로 사용할 수 있다.
절단 속도가 너무 느리면 고에너지 레이저 빔이 각 영역에 과도하게 오래 머무르게 되어 열 영향이 크게 나타난다. 이로 인해 절단 반대편에서 과도한 용융 현상이 발생하고, 절단부 상단에서는 과용융이, 하단에서는 슬래그(dross)가 생기며 절단 품질이 저하된다.
결론
레이저 절단 속도는 효율성과 품질 모두에 영향을 미친다. 따라서 제조업체는 레이저 절단 속도에 영향을 주는 요소들을 이해해야 한다. 레이저 절단 속도를 이해하면 레이저 절단 공정의 속도, 정밀도 및 효율성을 개선하여 생산 능력과 경쟁력을 높일 수 있다.
