절단용 레이저의 3가지 유형은 무엇입니까?

레이저 절단의 영역에 들어서면 이러한 완벽한 절단 뒤에 있는 정밀도와 효율성을 주도하는 강력한 기업에 대해 궁금할 것입니다. 내 말은, 마치 버터처럼 단단한 재료를 자르는 것에 대해 이야기하고 있다는 것입니다! 그런데 이런 일이 일어나게 만드는 마술 지팡이는 무엇일까요? 다름 아닌 강력한 레이저입니다.

우리는 CO2, Fiber, Nd:YAG/Nd:YVO 등 절단을 위한 세 가지 중추 레이저의 세계를 깊이 탐구하고 있습니다. 버클을 채우세요, 여러분; 그것은 빛나는 여행이 될 것입니다! 

시장에는 수많은 옵션이 있는데 왜 이 세 가지에 집중합니까? 글쎄요, 각각은 독특한 장점과 과제를 제공하면서 고유한 기량을 발휘합니다. 깊이 다이빙할 준비가 되셨나요? 이 깨달음의 여정을 함께 시작합시다! 

CO2 레이저

레이저 세계의 ‘일꾼’으로 불리는 CO2 레이저는 레이저 기술의 초기부터 존재해 왔습니다. 그 기원은 Bell Labs의 Kumar Patel이 이 보석을 개발한 1964년으로 거슬러 올라갑니다 .

CO2 레이저는 이름에서 알 수 있듯이 주로 레이저 매체인 이산화탄소(CO2)와 가스 혼합물을 사용합니다. 이 가스는 전기적으로 자극되어 약 10.6 마이크로미터 파장의 레이저 빔을 생성합니다. 그런데 이것이 왜 중요합니까? 음, 이 특정 파장은 특히 플라스틱(아크릴 포함), 목재, 폼, 고무 및 세라믹과 같은 비금속 재료의 경우 절단, 보링 및 조각에 적합합니다.

CO2 레이저는 가스가 채워진 튜브로 구성되어 있으며, 여기에 전기를 가하여 CO2 분자를 여기시켜 빛을 방출합니다. 이 빛은 튜브 내에서 증폭되어 집중된 레이저 빔으로 방출됩니다. 간단하면서도 효과적입니다!

절단 분야에서 CO2 레이저를 진정으로 차별화하는 것은 다용도성 입니다 . 섬세한 아크릴부터 단단한 목재까지 다양한 재료를 편안하게 다룰 수 있습니다. 이러한 유연성과 경제성이 결합되어 다양한 산업 분야에서 인기 있는 선택이 됩니다. 

그러나 인생의 모든 것과 마찬가지로 그들에게도 일련의 어려움이 따릅니다. 파장이 길다는 것은 섬유나 Nd:YAG에 비해 금속 절단에 효율적이지 않다는 것을 의미합니다. 또한 가스 혼합물이 최적으로 유지되도록  상당한 유지 관리가 필요합니다.

그러나 기술이 발전함에 따라 효율성과 수명이 향상된 새로운 CO2 레이저 모델이 등장했습니다. 이제 빔 품질이 향상되고 절단 속도가 빨라졌으며 에너지 효율성이 향상되었습니다. 이러한 발전으로 인해 큰 비용을 들이지 않고도 다양한 절단 기능이 필요한 비즈니스에 탁월한 옵션이 되었습니다.

파이버 레이저

이제 레이저 절단 커뮤니티에서 주목을 받고 있는 새로운 시대의 경이로움인 파이버 레이저에 대해 이야기해 보겠습니다. CNCMO에서 재직하는 동안 나는 그들이 명성을 얻고 그들의 기량을 보증할 수 있는 것을 지켜보았습니다. 레이저 세계의 멋진 스포츠카와 같습니다. 빠르고 효율적이며 최첨단입니다(말장난 의도입니다!). 

파이버 레이저는 에르븀, 이테르븀, 네오디뮴 등과 같은 희토류 원소가 도핑된 광섬유인 고체 이득 매질을 사용합니다. 이 독특한 구조는 CO2와 같은 가스 레이저에 비해 근본적으로 다른 방식으로 빛을 증폭합니다. 

다이오드 레이저(펌프 다이오드라고도 함)가 광섬유 코어에 빛을 쏘면 작동이 시작됩니다. 그런 다음 이 빛은 이 코어의 범위 내에서 앞뒤로 반사되어 섬유의 희토류 이온이 상호 작용하고 빛을 여러 번 증폭시킬 수 있습니다. 최종 결과는? 정밀 절단 용도에 적합한 고농축의 강력한 레이저 빔입니다. 

파이버 레이저의 가장 큰 매력은 효율성과 정밀도에 있습니다. 이 제품은 더 짧은 파장(약 1.07마이크로미터)을 자랑하므로 특히 금속 절단에 적합합니다. 스테인레스 스틸, 알루미늄, 황동, 심지어 티타늄까지 파이버 레이저는 위풍당당하게 처리합니다. 하지만 그게 전부는 아닙니다. 모듈식 설정은 에너지 효율적이고 유지 관리가 최소화되며 기존 CO2 레이저에 비해 수명이 길다는 것을 의미합니다.

그러나 몇 가지 단점이 있습니다. 파이버 레이저의 초기 투자 비용은 더 높습니다 . 그러나 운영 효율성, 낮은 유지 관리 비용 및 수명을 고려할 때 투자 수익은 장기적인 성장에 초점을 맞춘 기업에 매우 매력적일 수 있습니다. 

Nd:YAG/Nd:YVO 레이저

Nd:YAG는 네오디뮴이 첨가된 이트륨 알루미늄 가넷을 나타내고, Nd:YVO는 네오디뮴이 첨가된 이트륨 오르토바나데이트를 나타냅니다. 이 결정은 네오디뮴 이온으로 도핑되어 있으며 레이저 시스템의 핵심 역할을 합니다. 

Nd:YAG 레이저의 핵심은 합성 결정입니다. 이 결정은 빛에 의해 여기되면 약 1.06마이크로미터 파장의 레이저 빔을 생성합니다. 반면 Nd:YVO 레이저는 유사한 원리로 작동하지만 약간 다른 결정 구성을 사용합니다. 이러한 구성의 미묘한 차이는 빔 품질, 전력 및 효율성의 차이로 이어질 수 있습니다. 

이들의 작동 모드는 도핑된 결정에 빛을 펌핑하는 플래시램프 또는 다이오드로 시작됩니다. 빛이 결정의 네오디뮴 이온과 상호 작용하면 빛이 증폭되어 강력한 레이저 빔이 생성됩니다. 외부 거울을 사용하면 빔의 특성을 더욱 개선할 수 있어 사용자가 빔의 특성을 고도로 제어할 수 있습니다. 

Nd:YAG 및 Nd:YVO 레이저의 뛰어난 특징 중 하나는 적응성입니다. 금속 용접이나 깊은 조각과 같이 일관된 전력이 필요한 작업을 위해 연속파(CW) 모드에서 사용할 수 있습니다. 반대로, 정밀 절단이나 천공과 같이 높은 피크 전력이 필요하지만 지속 시간이 더 짧은 작업을 위해 펄스될 수도 있습니다.

CO2 레이저에 비해 파장이 짧기 때문에 인상적인 정밀도로 금속을 절단할 수 있습니다. 또한 빔 품질 덕분에 믿을 수 없을 만큼 작은 지점에 초점을 맞출 수 있으므로 복잡한 디자인이 필요한 세부 작업이나 응용 분야에 이상적입니다.

그러나 이러한 레이저를 작동한다고 해서 모두 햇빛과 무지개가 되는 것은 아닙니다. 파이버 레이저에 비해 에너지 집약적일 수 있으며 능동형 냉각 시스템이 필요한 경우가 많습니다. 초기 설정 및 유지 관리 비용도 높을 수 있으므로 상당한 투자가 필요합니다. 그러나 이들의 비교할 수 없는 정밀도와 적응성은 종종 고유한 기능이 필요한 기업에 대한 이러한 투자를 정당화합니다.

더 넓은 풍경을 고려하면 CO2 레이저는 믿을 수 있는 오래된 트럭과 같고 파이버 레이저는 고속 스포츠카와 비슷하지만 Nd:YAG/Nd:YVO 레이저는 스위스 군용 칼에 비유될 수 있습니다. 항상 모든 응용 분야에서 첫 번째 선택이 될 수는 없지만 정밀도, 유연성 및 적응성이 가장 중요할 때 진정으로 빛을 발합니다.

세 가지 비교

절단용 레이저를 선택할 때 재료 호환성, 절단 속도, 정밀도, 유지 관리 및 전체 소유 비용과 같은 요소를 고려하는 것이 중요합니다. 모든 도구와 마찬가지로 모든 것에 딱 맞는 답은 없습니다. 최선의 선택은 주로 특정 요구 사항과 응용 프로그램에 따라 달라집니다.

현명한 결정을 내리는 데 도움이 되도록 다음 레이저를 나란히 비교해 보겠습니다.

• CO2 레이저 : 만능 레이저이며 특히 비금속 레이저에 능숙합니다. 다재다능하고 비용 효율적이며 널리 사용됩니다. 그러나 금속이나 초고정밀이 필요한 경우에는 항상 최고가 아닐 수도 있습니다.
• 파이버 레이저 : 금속 절단의 챔피언. 빠르고 효율적이며 최소한의 유지 관리가 필요하지만 초기 가격이 더 높습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 운영 효율성을 고려하면 ROI가 유리할 수 있습니다.
• Nd:YAG/Nd:YVO 레이저 : 레이저 세계의 스위스 군용 칼. 적응력이 뛰어나고 정확하며 전문적인 작업에 이상적입니다. 운영 비용은 더 높을 수 있지만 타의 추종을 불허하는 정밀도로 인해 비용이 정당화되는 경우가 많습니다.

결론

레이저 절단의 세계는 레이저가 만들어내는 디자인만큼 복잡합니다. 탐구를 통해 우리는 CO2, Fiber 및 Nd:YAG/Nd:YVO 레이저의 고유한 특성, 강점 및 과제를 발견했습니다. 이러한 각 레이저는 고유한 방식으로 다양한 산업 분야의 레이저 절단 환경을 형성하고 지속적으로 영향을 미치고 있습니다.

CNCMO에서 우리는 이러한 레이저의 진화를 직접 경험하고 그 힘을 활용하여 유럽에서 북미 및 그 이상 대륙에 걸쳐 고객에게 비교할 수 없는 결과를 제공할 수 있는 행운을 누렸습니다. 각 프로젝트를 통해 우리는 도구를 깊이 이해하는 것이 혁신과 우수성의 기반이라는 믿음을 강화했습니다.