현대 제조업의 역동적인 환경 속에서 두꺼운 금속 절단은 생산 효율성과 제품 품질을 제한하는 오랜 병목 현상으로 여겨져 왔습니다. 플라즈마 및 가스절단과 같은 기존 절단 기술은 두꺼운 금속판을 다룰 때 정밀도가 낮고, 절단면이 거칠며, 처리 주기가 길어지는 등의 문제에 자주 직면합니다. 그러나 레이저 절단 기술의 급속한 발전은 이러한 오래된 과제에 혁신적인 해결책을 제공하고 있습니다. 1995년에 설립된 선도적인 첨단기술 기업인 Tianchen Laser는 이 기술 혁명의 최전선에서 활동하며 지능형 금속 성형 장비의 연구개발(R&D), 생산 및 판매에 전념해 왔습니다. 지난 29년 동안 이 회사는 연간 10,000대 이상의 주요 제품을 생산할 수 있는 강력한 지능형 제조 기반을 구축했을 뿐 아니라, 품질과 서비스 중심, 고객 중심의 경영 방침을 바탕으로 전 세계 100여 개국 이상에 사업을 확장하였습니다. 본 기사에서는 두꺼운 금속 절단 문제를 효과적으로 해결하는 첨단 레이저 절단 기술을 심층적으로 살펴보고, 특히 Tianchen Laser의 혁신적 솔루션에 초점을 맞출 것입니다.
고급 솔루션을 탐색하기에 앞서 두꺼운 금속 절단의 본질적인 어려움을 먼저 이해하는 것이 중요합니다. 두께가 10mm 이상인 금속판을 다룰 때 일반적으로 세 가지 핵심 문제가 발생합니다. 첫째, 에너지 침투가 주요 장애물이 됩니다. 금속판의 두께이 증가함에 따라 레이저 빔은 더 깊이 침투해야 하며, 이 과정에서 산란과 재료에 의한 흡수로 인해 상당한 에너지 손실이 발생합니다. 이로 인해 완전하고 효율적인 절단을 달성하기가 어렵습니다. 둘째, 용융 물질의 배출이 문제입니다. 절단 과정 중 다량의 용융 금속이 생성되는데, 두꺼운 금속판의 경우 보조 가스로 인해 완전히 날려버리기 어려워 절단 컷(커트 홈) 내부에 용융 물질이 더 쉽게 축적됩니다. 이는 절단 속도에 영향을 미칠 뿐만 아니라 번짐(dross)이나 불균일한 가장자리와 같은 형태로 절단 품질 저하를 초래합니다. 마지막으로, 절단 안정성을 유지하는 것이 어렵습니다. 두꺼운 금속판의 경우 더 긴 절단 경로로 인해 레이저 빔의 변동 및 가공 환경의 변화 가능성이 커지며, 이는 절단 궤도의 편차를 유발하고 전반적인 절단 정밀도를 떨어뜨릴 수 있습니다.
위의 과제들을 해결하기 위해 Tianchen Laser는 일련의 첨단 레이저 절단 기술을 개발하여 두꺼운 금속 절단에 대한 효과적인 솔루션을 제공하고 있습니다.
레이저 빔의 초점 위치는 두꺼운 금속 절단의 품질과 효율성에 영향을 미치는 핵심 요소이다. 천천레이저(Tianchen Laser)는 다양한 재료 두께에 따라 맞춤형 조정 전략을 수립하였다. 두꺼운 금속판(10mm 이상)의 경우, 회사는 다중 절단 또는 층별 절단 방식을 채택할 것을 권장하며 각 절단 시 각 층의 두께에 따라 초점 위치를 조정하도록 하고 있다. 초기 절단 단계에서는 레이저 빔이 재료 상층부를 충분히 관통할 수 있도록 금속판 표면보다 약간 아래쪽에 초점을 설정한다. 절단이 중간 및 하층부로 진행됨에 따라 점차적으로 초점을 아래쪽으로 조정하여 증가된 재료 두께로 인한 에너지 손실을 보상한다. 이러한 층별 초점 위치 조정은 두꺼운 금속판의 각 층이 최적의 레이저 에너지를 받을 수 있도록 보장함으로써 절단 정밀도를 향상시키고 완전하지 않은 절단이나 거친 가장자리와 같은 결함 발생을 줄이는 데 기여한다.
톈청 레이저는 고정밀 빔 제어 기술의 연구 개발에 막대한 투자를 해왔다. 레이저 공진기 설계를 최적화하고 첨단 빔 성형 기술을 채택함으로써 회사는 레이저 빔의 안정성과 직진성을 크게 향상시켰다. 두꺼운 금속 절단의 경우, 빔 성형 기술은 재료 특성 및 절단 요구사항에 따라 빔 프로파일을 조정할 수 있다. 예를 들어, 두꺼운 강판의 산소 보조 절단에는 수정된 빔 프로파일을 사용하여 빔 프로파일을 확장함으로써 더 적합한 에너지 분포를 만들어낸다. 이는 절단 영역 내에서의 에너지 밀도를 높일 뿐 아니라 용융된 물질이 효과적으로 배출되도록 하여 절단 속도와 품질을 향상시킨다. 또한 고정밀 빔 제어 시스템은 절단 과정 중 실시간으로 빔 세기 및 스팟 크기와 같은 빔 파라미터를 동적으로 조정하여 절단 조건의 변화에 대응할 수 있다. 이러한 실시간 조정 기능은 절단 공정의 안정성을 더욱 강화하며 두꺼운 금속판의 일관된 절단 품질을 보장한다.
보조 가스의 선택과 설정은 두꺼운 금속 절단에서 매우 중요한 역할을 한다. 천천 레이저(Tianchen Laser)는 두꺼운 금속 절단에 있어서 보조 가스의 적용에 대해 심도 있는 연구를 수행하였으며, 효율적인 보조 가스 설정 방안을 개발하였다. 서로 다른 종류의 두꺼운 금속 재료에 대해서는, 회사는 각각 다른 보조 가스를 사용하고 가스 압력 및 유량을 그에 맞게 조정하는 것을 권장한다. 예를 들어, 두꺼운 스테인리스 스틸 판을 절단할 때는 질소를 보조 가스로 사용한다. 고압 질소(압력 범위 12~30bar)는 녹은 스테인리스 스틸을 효과적으로 날려 보내어 산화를 방지하며 밝고 깨끗한 절단면을 보장한다. 반면, 두꺼운 저탄소 스틸 판을 절단할 때는 산소를 보조 가스로 사용한다. 절단 과정에서 산소는 저탄소 스틸과 반응하여 추가적인 열을 발생시키며, 이는 절단 효율 향상에 도움을 준다. 동시에, 천천 레이저는 가스 노즐의 설계를 최적화하여 보조 가스가 고르게 분포되고 충분한 압력과 유량으로 절단 부위에 도달할 수 있도록 보장한다. 이러한 최적화된 가스 노즐 설계는 적절한 보조 가스 선택 및 파라미터 조정과 결합되어 두꺼운 금속 절단 시 용융된 재료의 배출 문제를 효과적으로 해결하며 전체 절단 성능을 향상시킨다.
천천 레이저가 개발한 고급 두꺼운 금속 절단 기술은 다양한 산업 분야에 널리 적용되어 뛰어난 성과를 거두었다. 중장비 산업 분야에서는 많은 기업들이 천천 레이저의 레이저 절단 장비를 도입하여 머신 프레임 및 기어와 같은 두꺼운 금속 부품을 가공하고 있다. 기존 절단 기술과 비교해, 천천 레이저의 장비는 이러한 부품의 절단 정밀도를 현저히 향상시켜 후속 가공 작업량을 30% 이상 감소시켰다. 동시에 절단 속도는 2~3배 향상되어 생산 주기를 크게 단축하였다. 건설 산업 분야에서는 천천 레이저의 레이저 절단 기술이 대규모 건축 구조물의 두꺼운 강판 가공에 사용된다. 고정밀 절단은 강재 구조물의 정확한 조립을 보장하여 건물의 안전성과 안정성을 향상시킨다. 또한 깔끔한 절단면은 연마 등의 후속 처리 공정이 불필요하게 되어 많은 시간과 인건비를 절약한다. 자동차 제조 산업에서는 이 기술이 자동차 섀시 및 차체용 두꺼운 금속 부품 절단에 적용된다. 천천 레이저 장비의 뛰어난 절단 품질과 높은 효율성은 자동차 산업의 엄격한 생산 요구사항을 충족시켜 기업들이 생산 능력과 제품 품질을 향상시키는 데 기여하고 있다.
두꺼운 금속 절단은 제조 산업에서 핵심적인 공정이며, 레이저 절단 기술의 지속적인 발전은 이 분야의 혁신과 발전을 이끌고 있습니다. 천천 레이저(Tianchen Laser)는 스마트 금속 성형 장비의 R&D 및 생산에 29년 간의 경험을 보유하고 있으며, 두꺼운 금속 절단을 위한 일련의 고급 레이저 절단 기술을 개발하였습니다. 이러한 기술들은 포커스 위치 조절 전략, 고정밀 빔 제어 기술, 고효율 보조 가스 구성 등을 포함하여 두꺼운 금속 절단의 핵심 과제를 효과적으로 해결하며, 전 세계 고객들에게 고품질, 고효율, 안정적인 절단 솔루션을 제공합니다. 당사는 품질과 서비스 중심, 고객 중심의 경영 방침을 계속해서 견지함으로써 사업 영역을 더욱 확장하고 글로벌 제조 산업의 발전에 더 크게 기여할 것입니다. 앞으로도 천천 레이저는 기술 혁신에 지속적으로 투자하며, 점점 더 다양하고 복잡해지는 두꺼운 금속 절단의 요구를 충족시킬 수 있는 더 진보된 레이저 절단 기술을 탐구하고, 레이저 절단 산업의 발전 방향을 선도해 나갈 것입니다.
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