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캐리지 탑재형 탄산가스 레이저 절단기

전문가 제언: □ 발진기를 갠트리에 얹어, 레일 위를 주행하는 타입의 탄산가스 레이저 절단기를 소개하는 내용으로, 1990년경부터 2kW 레이저 발진기를 탑재한 중(中)후판용 CO2 레이저 절단기가 일본의 조선업계 및 절단(Shearing)업계에서 사용되기 시작해서 현재 CO2 레이저 발진기는 5kW 혹은 6kW가 사용되고, 절단 판 두께도 25mm가 절단되는 상황에 와 있다. 피 절단재도 흑피연강, 프라이머(Primer)재, 세척(Wash)재, 스테인리스강, 알루미늄합금 등 폭넓은 응용이 되고 있다.

□ 레이저 절단기는, 레이저 발진기부터의 레이저 광을 적정한 거리에 전송하고, 집광 렌즈에 의해 레이저광을 집광하고, 각종 적절한 가스 조력에 의해 절단이 이루어진다. 레이저 절단이 24시간 무감시운전을 할 수 있게 하기 위해서는 각각의 요소기술 하나하나의 신뢰성이 높아야한다. 통상, 플라스마 절단은 노즐 팁(Tip)이나 전극 등의 소모품의 교환 등이 필요하기 때문에, 24시간 무감시운전이 되지 않는다. 이 때문에 자동화하기 쉬운 레이저 절단을 완전 무감시운전에 의해 인원절약을 도모하고, 전체 절단비가 저렴해지고, 절단 품질도 안정하는 것으로 레이저 절단기의 사용이 진행되고 있다.

□ 2kW 절단시스템에는, 신형 레이저 헤드(Head)를 이용하고 있다. 이 헤드의 특징은 그물노즐(Nozzle)을 사용하고 있고, 드릴링 완료센서, 연소센서, 높이에 따른 센서가 헤드 내에 모든 것이 격납되어 있다. 그 위에, 이 헤드에는 렌즈의 상하 모터도 내장되어 있기 때문에, 노즐 갭을 일정 하게 유지하면서 초점의 자동제어도 가능하다. 이 높이에 따른 센서에는, 정전(靜電)용량형을 사용하고 있고, 정밀도가 높은 비 접촉 센서이다. 이 절단시스템으로 흑피연강에는, 1.6mm에서 16mm까지 절단이 가능하고, 그 단면은 광재 없음으로 동시에 미끈한 면이 얻어진다.

□ 레이저 절단기는 구멍을 뚫거나 다양한 형상을 가공하는데 사용되며, 연강, 스테인리스, 알루미늄과 반도체업계 스텐실마스크 가공, 수지시트가공과 미세절단에 폭넓게 응용 가능함으로, 레이저 절단기와 응용기술발전에 관심가질 필요가 있다고 생각된다.

저자: Seiichiro KIMURA
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