레이저 가공, 레이저 절단, 레이저 컷팅, 레이저 용접, 레이저 열처리

레이저 가공이란?

 

1. 레이저 가공 개요 

 

1) 레이저 가공 정의

 레이저(Laser)을 이용한 가공 (주로 전단 공정 - 트리밍, 노칭, 컷팅, 파팅 등) 

대기중에서 비접촉으로 필요한 형상으로 가공하는 것을 레이저가공이라 하며, 레이저 광원의 빛 중 밀도가 높은 단색성과 평형도가 높은 지향성을 이용, 렌즈나 반사경으로 이를 집적하여 가공물에 빛을 쏘이면 순간적으로 가열되어 용해되거나 증발되는 원리 

기체레이저, 액체레이저, 고체레이저, 반도체레이저 등이 있음 (난삭재 미세가공에 적합함) 

 

2) 레이저 가공기 구성

전원부, 발광부, 집광부, 가공물과 이동 테이블,  TV, 모니터 등을 포함함 

레이저 가공기 구성, HRD

 

 

2. 레이저 가공 특성 및 종류

 

1) 레이저 가공 특성 

<레이저 가공 특성> 
① 광학렌즈로 집속이 가능해 매우 미세한 가공이 가능 
② 파워밀도를 증대할 수 있음 (조절이 가능함, 두꺼운 모재일수록 밀도 증대)
③ 물리접 접촉이 없어 공구 접촉에 따른 변형이 없음
④ 투명체를 통해서도 에너지가 전달됨
⑤ 진공 등 특수한 분위기를 필요로 하지 않음
⑥ 에너지 효율이 낮음 (CO2기준 10%, 기타 레이저 가공기 1~2%)

 

2) 레이저 가공 분류 

절단, 용접, 각인, 변색, 부풀림 등이 있음 

레이저 가공의 종류, HRD

 

① 구멍 뚫기 

다이아몬드, 시계용 보석 베어링, 사파이어, 세라믹, 초경합금, 스테인리스강 등

 

② 절단

각종 금속, 세라믹, 유리, 플라스틱 등 
절단폭이 좁으며 어느 지점에서나 절단 시작이 가능하며 변형이나 거스러미가 발생하지 않음 

• 다양한 재료와 복잡한 형태 가공이 가능 
• 빠르고 정확한 작업 가능 (판금 가공시 주로 이용)
• 치수와 상관없이 공차를 일정하게 적용 가능
• 재료의 변형이나 변색이 적음

 

③ 레이저 용접

CO2 레이저에 의한 후판 용접.
순간적인 빛의 집적으로 에너지가 상승되면 모재가 용융되게 되는데, 이것을 용접에 응용
SUS, 판금, 알루미늄, 구리 등, 기타 불활성 가스 아크 용접 대체

• 모재의 열변형이 거의 없으며 (강판이 울지 않음, HAZ 최소화)
• 이종 금속 용접이 가능하고,
• 미세하고 정밀한 용접이 가능하며
• 비접촉식 용접 방법으로 모재에 손상을 주지 않음 (잔류 응력 최소화) 
• filler metal 사용을 배제할 수 있음 (용접부 기계적 성질을 모재와 최대한 비슷하게 할 수 있음, 기계적 성질이 우수) 
  : filler metal 사용을 해도 되고 안해도 됨 

레이저 용접 원리, 네이버

레이저 용접 원리, HRD

④ 레이저 열처리

국부적인 열처리 (대면적 적용 어려움) 
표면 하중을 많이 받거나 마모가 예상되는 지점에 높은 열을 조사하여 조직을 변태시켜 경도를 높임 
일반적인 경화깊이는 1mm 이내 
시간당 단가는 고주파보다 높으나 제품에 따라 가공시간이 짧고 변형이 적으며 투자비가 적게 발생함 (코일 제작 X) 

 

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