금속판 레이저 커팅 기술의 미래
레이저 커팅은 지난 수십 년 동안 변했습니다. 우선 CO2 레이저가 있습니다. 이들은 섬유 레이저의 형태로 현장에 진입 할 때까지 수십 년 동안 최고를 통치했습니다.
CO2 레이저와 파이버 레이저에는 모두 장점과 단점이 있습니다. CO2는 다목적 레이저로 흔히 볼 수 있지만 때로 속도가 빠르지 만 섬유는 일반적으로 더 빠르지 만 두꺼운 재료를 절단 할 때는 장벽에 부딪칩니다. 최근에는 업계에서 섬유 레이저가 재료 두께면에서 CO2를 따라 잡기 시작했습니다 (2014 년 3 월 기사, "파이버 레이저 절단의 다음 도약"참조).
이제 OEM은 직접 다이오드 레이저라고 불리는 새로운 유형의 레이저를 사용하여 차세대 레이저 커팅 시스템을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 그러나 현재 실제로 사용할 수있는 직접 다이오드 레이저는 단 하나뿐입니다. 현재 대부분의 다이오드 레이저 시스템은 열처리 및 클래딩과 같은 작업에 사용됩니다.
Coherent에 따르면이 회사의 하이라이트 D 시리즈 다이렉트 다이오드 레이저 소스 라인 인 HighLight 10000D는 975 nm에서 최대 10 kW의 다이렉트 다이오드 전력을 제공합니다.
Coherent, Inc.의 CO2 레이저 제품 담당 선임 제품 마케팅 관리자 인 Frank Gaebler는 다이오드 레이저가 무엇인지 정확하게 설명해달라고 요청했습니다. "컴퓨터가 있다면 지금 당신은 몇 피트 이내에 앉아있을 것입니다. CD, DVD 또는 블루 레이 플레이어.
"적절한 조건에서 LED와 같은 비 간섭 성 광이 아닌 레이저 광을 방출하는 반도체 소자로 훨씬 더 단단한 곳에 집중 될 수있다"고 그는 덧붙였다.
Gaebler는 직접 다이오드 레이저가 매우 전기적으로 효율적이라는 결론에 도달했습니다.
"전기량에 대해, 당신은 상당한 양의 광 출력을 내야합니다."라고 그는 설명합니다. "이것은 몇 퍼센트의 변환 효율 만 얻을 수있는 대부분의 다른 유형의 레이저와는 대조적입니다. 많은 힘을 가하고 빛의 양은 매우 적습니다."
이 하우징은 직접 다이오드 레이저를 사용하여 용접되었습니다.
TRUMPF North America의 레이저 제품 관리자 인 Tracey Ryba는 다이오드 레이저를 다른 점으로 설명합니다.
"레이저 기술에 관계없이 활성 물질, 여기 및 광학 공동과 같은 세 가지 요소가 있습니다."라고 그는 말합니다. "일반적으로 지난 10 년 동안 다이오드가 광섬유 또는 디스크 레이저를 펌핑하는 데 사용되었지만 기술이 변함에 따라 빔 품질 또는 다이오드 밝기에서 다이오드 기술이 폭발적으로 증가한 것을 보았습니다. 이것은 크게 개선되어 이제 펌프 다이오드를 실제로 가져 와서 섬유에 바로 연결할 수있게되었습니다. 이런 식으로, 당신은 더 이상 매체를 더 이상 펌핑하지 않습니다.
"이산화탄소는 가스를 펌핑하는 데 전기를 사용하고 있습니다. 파이버와 디스크를 사용하면 펌프를 사용하기 위해 다이오드를 사용합니다. 이제 우리는 실제로 그러한 매체를 펌핑하는 다이오드를 취하여 다이오드 라이트 자체를 가져 와서 파이버에 직접 결합하여이를 작업 물에 전달할 수 있습니다. 이것은 실제로 지난 5 ~ 7 년 동안 다이오드 기술의 진화가 무엇 이었는지를 보여줍니다. 그것은 곧 경관을 바꿔 놓았습니다. "즉, 다이렉트 다이오드 레이저는 중개자를 차단하고 그렇게함으로써 훨씬 더 높은 효율을 제공합니다.
"이산화탄소 레이저를보고 있다면 약 10 %의 벽 플러그 효율을 제공합니다."라고 Ryba는 말합니다. "파이버 및 디스크 레이저는 벽 플러그 효율이 높은 연소 에너지의 약 30 %이며, 다이오드 레이저는 현재 약 40 %의 벽면에 효율적이며 향후 50 %에 근접 할 것으로 보인다. 다이오드 레이저를 사용하면 기본적으로 레이저 부품을 제거 할 수 있습니다. 실제로 펌프 부품 만 사용하기 때문에 매우 효율적인 프로세스가됩니다. "
Gaebler는 증가 된 벽 플러그 효율성과 함께 다이오드 레이저는 열 발생량이 적다는 점도 지적합니다. "이산화탄소 레이저와는 대조적으로 물과 냉각 장치가 있어야하며 냉각 장치는 레이저 자체보다 크고 복잡합니다. 왜냐하면이 모든 열을 제거해야하기 때문입니다.이 열은 비효율 때문에 발생합니다. 전기에서 빛으로의 전환. "
TRUMPF에 따르면 TruDiode 6006은 920-1040 nm의 파장에서 6000 W의 전력을 제공하며 레이저 브레이징, 깊은 침투 용접, 열 전도 용접 및 플라스틱 레이저 용접 용으로 설계되었습니다.
현재 다이렉트 다이오드 레이저의 주요 응용 분야는 열처리 및 클래딩이며이 두 공정 모두 직접 다이오드 레이저는 매우 유용합니다. 고유 한 특성을 감안할 때, 사용자는 그들이 작업하고있는 재료를 선택적으로 가열 할 수 있습니다.
Gaebler는 열처리의 예를 제시합니다. "공구 날이나 공구 가장자리 또는이 레이저 광선과 비슷한 것을 가열 할 수 있습니다. 특히 비교적 잘 흡수되기 때문에 처음 몇 마이크론 만 가열합니다. 여러분은 부품을 왜곡하지 않으며, 다른 것은 그것이 당신을 매우 선택적으로 가열하기 때문에, 레이저를 끄 자마자 공기가 일반적으로 그것을 꺼버립니다. 일반적으로 어떤 종류의 능동적 인 급냉도 필요하지 않습니다. 당신은 모든 추가 단계를 제거했습니다. 그것은 레이저로 비난 받았고, 당신이 원했던 지점을 단단히 만들고, 그 외에는 아무것도 할 수 없었습니다. 일반적으로 최소한의 사후 처리가 필요합니다. 그것은 큰 이점입니다. "
다이오드 레이저의 모든 장점을 감안할 때, 아직 판금 절단에 사용되지 않은 이유가 궁금 할 수 있습니다. 대답은 대부분의 경우 직접 다이오드 레이저가 절삭 작업에 필요한 밝기를 생성 할 수 없다는 것입니다.
"모든 사람들이이를 궁극적 인 목표로 삼고 있습니다. TRUMPF만이 아니라 모든 회사들 "이라고 Ryba는 말합니다. "우리는 이미 실험실 형태의 환경에서이 작업을 수행 할 수 있으므로 이제는 업계 수준으로 끌어 올릴 수 있습니다. 이 기술은 다이오드에서 밝기가 높아짐에 따라 향상되었습니다. 이 기술은 매년 변하고 기술이 진화함에 따라 시장에 선보일 것입니다. "
Ryba는 향후 5 년 이내에 직영점에서 시장에 출시되는 강철을 절단 할 수있는 다이렉트 다이오드 레이저를 볼 수 있다고 예측합니다. 훨씬 더 일찍 일어날 수도 있지만, 앞으로 몇 년은 레이저 커팅 기술에 대해 매우 흥미로울 것이며 조경은 곧 혁명을 일으킬 것입니다.
