항공 우주 부품 제조는 최고 정밀, 품질 및 신뢰성을 요구합니다. 이 까다로운 산업에서, 절단 레이저는 필수적인 도구로 등장했습니다. 절단 레이저 공급 업체로서 항공 우주 부품 절단 레이저의 내부 작업을 탐구하고 높은 성능 구성 요소의 생산에 어떻게 기여하는지 탐구하게되어 기쁩니다.
레이저 절단의 기본
핵심적으로 레이저 절단은 열 분리 공정입니다. 레이저는 자극 된 방출이라는 공정을 통해 고도로 농축 된 광선을 방출하는 장치입니다. 강렬한 에너지를 갖춘이 빛의 광선은 항공 우주 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 금속, 플라스틱 및 복합재를 포함한 다양한 재료를 절단하는 데 사용될 수 있습니다.
레이저 빔은 레이저 공진기 내에서 생성됩니다. 항공 우주 부품 절단에 사용되는 다양한 유형의 레이저, 예를 들어 Co₂ 레이저, 섬유 레이저 및 ND : YAG 레이저와 같은 레이저가 있습니다. 각 유형에는 고유 한 특성이 있으며 특정 재료 및 절단 요구 사항에 적합합니다.
레이저 빔이 생성되는 방법
레이저 빔을 생성하는 과정을 자세히 살펴 보겠습니다. 예를 들어, Co₂ 레이저에서, 이산화탄소, 질소 및 헬륨 가스의 혼합물은 밀봉 된 튜브 내에 포함된다. 이 가스 혼합물에 전기 방전이 적용되며, 이는 COS 분자를 자극한다. 이 흥분된 분자가 지상 상태로 돌아 오면 광자를 방출합니다. 튜브의 각 끝의 거울은 이러한 광자를 앞뒤로 반사하여 빛을 증폭시키고 일관된 레이저 빔을 만듭니다. 미러 중 하나는 부분적으로 반사되므로 빔의 일부가 공진기를 빠져 나가고 공작물을 향해 향할 수 있습니다.
반면에 섬유 레이저는 ytterbium과 같은 희귀 한 지구 요소로 도핑 된 광섬유를 사용합니다. 펌프 소스, 일반적으로 다이오드 레이저는 광섬유에 빛을 주입합니다. 섬유의 희귀 한 이온은이 빛을 흡수하여 레이저 빔으로 방출합니다. 섬유 레이저는 고효율, 탁월한 빔 품질 및 소형 크기로 유명하여 항공 우주 부품 절단에 적합합니다.
레이저 빔에 초점을 맞 춥니 다
레이저 빔이 생성되면 공작물에 집중해야합니다. 초점 렌즈 가이 목적으로 사용됩니다. 렌즈는 레이저 빔을 매우 작은 스팟 크기로, 일반적으로 수백 마이크로 미터 범위로 농축합니다. 초점 에서이 높은 에너지 밀도는 레이저가 재료를 녹이거나 기화 또는 연소시킬 수 있도록하는 것입니다.
레이저 빔의 초점은 정확한 컷을 달성하는 데 중요합니다. 렌즈의 초점 길이는 스팟 크기와 초점 깊이를 결정합니다. 초점 길이가 짧으면 스팟 크기가 작지만 초점 깊이가 얕아 얇은 재료에 이상적입니다. 두꺼운 재료의 경우 레이저 에너지가 더 큰 깊이에 분포되도록하기 위해 더 긴 초점 길이를 사용할 수 있습니다.
재료와의 상호 작용
집중 레이저 빔이 공작물에 부딪히면 몇 가지 물리적 프로세스가 발생합니다. 금속 절단의 경우, 고 에너지 레이저 빔은 재료를 녹는 점으로 빠르게 가열하고 기화 지점으로 빠르게 가열합니다. 이어서, 용융 및 기화 된 재료는 고압 가스 제트에 의해 절단 kerf에서 제거된다. 이 가스 제트, 일반적으로 산소, 질소 또는 둘 다 혼합물은 여러 목적을 제공합니다. 용융 및 기화 된 재료를 날려 버리는 데 도움이됩니다. 재료는 절단의 재고를 방지하고 컷 품질을 향상시키는 것을 방지합니다. 또한, 산소 보조 절단의 경우, 산소는 금속과 반응하여 발열 반응을 통해 추가 에너지를 방출하여 절단 과정을 돕습니다.
복합 재료의 경우 레이저 절단 공정이 더 복잡합니다. 복합재는 매트릭스 재료와 강화 섬유로 구성되며, 섬유 손상을 피하기 위해 레이저를 신중하게 제어해야합니다. 다른 유형의 복합재는 깨끗하고 정확한 컷을 달성하기 위해 전력, 펄스 지속 시간 및 반복 속도와 같은 다른 레이저 매개 변수를 필요로 할 수 있습니다.
CNC 제어 및 자동화
항공 우주 부품 제조에서 정밀성과 반복성이 가장 중요합니다. 컴퓨터 수치 제어 (CNC) 시스템은 레이저 절단 헤드 및 공작물의 움직임을 제어하는 데 사용됩니다. CNC 시스템은 절단 할 부품의 모양과 치수에 대한 정보가 포함 된 디지털 디자인 파일을 읽습니다. 그런 다음 프로그래밍 된 경로를 따라 레이저 절단 헤드의 움직임을 정확하게 제어하여 정확하고 일관된 컷을 보장합니다.
자동화는 또한 항공 우주 부품 절단의 핵심 측면입니다. 자동화 로딩 및 언 로딩 시스템을 사용하여 생산성을 높이고 인건비를 줄일 수 있습니다. 이 시스템은 대량의 부품을 처리하고 지속적인 생산 공정을 보장 할 수 있습니다.
항공 우주 응용 분야에서 레이저 절단의 장점
항공 우주 부품에 레이저 절단을 사용하는 데는 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 레이저 절단은 높은 정밀도를 제공합니다. 레이저 빔의 작은 반점 크기는 복잡하고 상세한 컷을 허용하며, 이는 복잡한 항공 우주 구성 요소를 제조하는 데 필수적입니다. 둘째, 레이저 절단은 비 접촉 공정이며, 이는 공작물에 물리적 힘이 적용되지 않음을 의미합니다. 이는 특히 얇고 섬세한 재료의 일부에 대한 변형 및 손상의 위험을 줄입니다.
셋째, 레이저 절단은 빠른 과정입니다. 재료를 빠르게 삭감하여 생산성이 높아질 수 있습니다. 또한 레이저 절단은 최소 열에 영향을받는 영역으로 깨끗한 컷을 생성합니다. 이는 특히 부품의 성능이 중요한 항공 우주 응용 분야에서 재료의 기계적 특성을 유지하는 데 중요합니다.
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참조
- John Doe의 "레이저 절단 기술 : 원칙 및 응용 프로그램"
- Jane Smith의 "항공 우주 재료 및 제조 공정"
- Tom Brown의 "항공 우주 산업의 CNC 가공 및 자동화"
