레이저 가공이란? 레이저가공의 장점과 기능, 종류

지난 포스팅에서 판금가공과 프레스가공에 대해 소개해드렸는데요. 궁금하다면 아래 링크도 읽어보시는 걸 추천합니다.

 

판금 가공과 프레스 가공의 특징과 차이점, 가공방식 선정방법

 

오늘은 레이저 가공방법 및 종류 등에 대해 소개해드리겠습니다.

 

 

레이저 가공이란?

레이저는 매우 직진성이 높은 빛입니다. 레이저의 에너지를 높이면 열이 발생하는데, 이를 이용해 금속이나 목재, 수지 등을 자르거나 각인 등 다양한 가공이 가능합니다.

레이저 가공의 장점

1. 미세 가공
레이저 가공기계는 복잡한 형상이나 미세한 가공이 가능하다는 점이 가장 큰 특징입니다. 레이저 빛의 스팟 사이즈나 파장, 출력 등의 특성을 조정함으로써 마이크론 (100만분의 1미터) 가공이 가능합니다.

2. 정밀 가공
레이저 가공은 재료에 비접촉으로 물리적인 힘을 가하지 않기 때문에 가공에 의한 변형이 적은 편입니다. 또한 스팟(하나의 점)에만 열을 집중시키기 때문에 열 변형이 적다는 특징도 있습니다.

3. 고에너지 밀도
레이저광을 렌즈에 의해 집약해 높은 에너지 밀도로 만들면 금속이나 세라믹스 등 다양한 재질을 녹일 수 있으며, 다른 재질의 용접도 가능합니다.

 

 

레이저 가공의 단점

1. 안전성
레이저는 직접 눈에 비춰지면 실명할 위험이 있기 때문에 매우 위험합니다. 일부 금속의 경우 레이저 빛을 반사시켜 예상치 못한 방향으로 튀는 경우도 있기때문에 보호안경이 꼭 필수입니다. 

 

2. 가공 속도
비접촉 가공의 레이저 가공은 레이저 빛을 핀 포인트에 쏘기 때문에, 가공 속도가 약간 느리다는 단점이 있습니다. 무리하게 속도를 높일 경우 버(Burr)가 발생하기 때문에 주의해야 합니다.

3. 많은 스크랩

레이저 가공시 제작하고자하는 부품과 부품 사이에 충분한 이격거리를 필요로 합니다. 따라서 불필요한 공간으로 인해 스크랩이 많이 발생하게 되는데요. 아래 사진을 참고하시면 이해에 도움이 될거라 생각합니다.

 

 

레이저 가공기의 3가지 기능

 

1. 절단
레이저는 금속 등 다양한 재질의 절단 가공이 가능합니다. 미리 짜여진 프로그램에 의해 복잡한 형상의 절단 가공도 가능합니다. 단, 두꺼운 소재의 경우 가공이 어려울 수 있습니다.

2. 용접
레이저 용접은 빛을 집약하여 재료에 조사해 재료를 녹이는데요. 레이저광 출력 등의 특성을 조정함으로써 미세한 용접도 가능합니다. 단, 용접 개소의 밀착 정밀도가 나쁘고 틈이 크면 블로우 홀(기포가 갇히게 되어 생기는 공 모양의 용접 결함)이나 크랙(갈라짐) 등이 생기는 경우가 있습니다.

 

3. 각인, 마킹
레이저 가공기에서 빛 출력을 조정하면 철판이나 목재 등 재료를 절단하거나 뚫지않고 그 위에 각인 또는 마킹이 가능합니다. 각인에는 래스터 가공과 벡터 가공이 있으며, 래스터 형식은 점(도트)으로 이미지를 그려 표현하는 데이터이기 때문에 픽셀로 구성되어 있습니다. 

레이저 가공기의 종류

1. CO2 레이저 가공기
이산화탄소를 사용하여 레이저 광선을 만들어내는 기종입니다. 금속의 절단이나 구멍 뚫기, 종이나 목재의 절단이나 각인 등, 매우 폭넓게 사용되고 있으며, 현재 가장 많이 사용되고 있는 가공기입니다.

2. YAG 레이저 가공기
이트륨과 알루미늄 복합 산화물 결정을 통해 레이저를 만들어내는 가공기입니다. 금속이나 수지 각인 외에 금속 용접에도 사용됩니다. CO2 레이저 가공기에 비해 고가입니다.

3. 섬유 레이저 가공기
광섬유를 이용하여 레이저를 만들어내는 기계입니다. 다른 레이저에 비해 가늘게 핀포인트로 짠 가공이 가능한 것이 특징입니다. 일반적으로 레이저 가공이 어려운 알루미늄이나 구리 절단이나 용접, 마킹에 사용됩니다.


이상으로 레이저 가공에 대해 소개해드렸는데요. 다음 포스팅에서는 레이저 가공에 대한 몇가지 Q&A를 포스팅할 예정입니다. 레이저 가공시 절단 가능한 소재 두께 및 레이저 가공을 할 수 없는 재질 등에 대해 알려드릴 예정이니 다음 포스팅을 참고하세요.

 

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