번호 검색 :0 저자 :콜레 게시: 2024-06-04 원산지 :Tianchen Laser
파이버 레이저 커팅 헤드는 파이버 레이저 커팅기의 핵심이며, 커팅 프로세스의 품질과 효율성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.중국 최고의 파이버 레이저 절단기 제조업체로서, 천천레이저 탁월한 성능을 제공하는 커팅 헤드를 설계하고 제조하는 데 있어 광범위한 경험을 보유하고 있습니다.이 기사에서는 해당 분야에서 다년간의 전문 지식을 갖춘 Tianchen Laser의 엔지니어인 나 Chloe가 파이버 레이저 절단 헤드를 구성하는 핵심 구성 요소를 자세히 살펴보고 금속 재료에 대한 최적의 절단 결과를 얻기 위해 이들 구성 요소가 어떻게 함께 작동하는지 설명합니다.
파이버 레이저 절단 헤드의 핵심에는 금속 재료를 절단하는 데 필요한 고출력 레이저 빔을 생성하는 레이저 소스가 있습니다.~ 안에 섬유 레이저 절단기, 레이저 소스는 일반적으로 펌프 다이오드, 이득 광섬유 및 광섬유 브래그 격자(FBG)로 구성된 광섬유 레이저 모듈입니다.
펌프 다이오드는 이테르븀이나 에르븀과 같은 희토류 원소가 도핑된 이득 광섬유를 여기시키는 에너지를 제공하는 역할을 합니다.게인 파이버가 여기되면서 금속 재료 절단에 이상적인 1060~1080nm 파장 범위의 고출력 레이저 빔을 방출합니다.
FBG는 파장 선택기 및 반사기 역할을 하여 레이저 빔이 좁은 선폭과 높은 빔 품질을 갖도록 보장합니다.이는 높은 정밀도와 최소한의 열 영향부(HAZ)로 재료를 절단할 수 있는 집중적이고 안정적인 레이저 빔을 달성하는 데 필수적입니다.
레이저 소스에서 레이저 빔이 생성되면 빔 전달 시스템을 통해 절단 헤드로 전달되어야 합니다.광섬유 레이저 절단기에서 빔 전달 시스템은 일반적으로 광섬유 케이블과 콜리메이터로 구성됩니다.
광섬유 케이블은 레이저 광원에서 절단 헤드까지 레이저 빔을 안내하는 유연하고 내구성이 뛰어난 도관입니다.이는 전력 손실이 낮고 손상 임계값이 높은 고품질 광섬유로 만들어져 레이저 빔이 장거리에서도 전력과 품질을 유지하도록 보장합니다.
콜리메이터는 절단 헤드 근처의 광섬유 케이블 끝 부분에 배치되는 렌즈 어셈블리입니다.주요 기능은 광섬유 케이블에서 방출되는 발산 레이저 빔을 수집하여 평행 빔으로 변환하는 것입니다.이는 레이저 빔이 절단 헤드에 들어갈 때 레이저 빔의 초점과 출력 밀도를 유지하는 데 중요합니다.
초점 렌즈는 시준된 레이저 빔을 절단 중인 금속 재료의 표면에 집중시키는 파이버 레이저 절단 헤드의 중요한 구성 요소입니다.이는 일반적으로 레이저 빔의 높은 출력 밀도를 견딜 수 있는 용융 실리카 또는 셀렌화 아연과 같은 고품질 광학 재료로 만들어집니다.
포커싱 렌즈에는 재료 표면에 포커싱된 레이저 스폿의 크기를 결정하는 특정 초점 길이가 있습니다.초점 거리가 짧을수록 스폿 크기가 작아지고 출력 밀도가 높아져 얇은 재료를 절단하거나 미세한 디테일을 얻는 데 적합합니다.반대로, 초점 거리가 길수록 스폿 크기가 커지고 출력 밀도가 낮아져 두꺼운 재료를 절단하거나 절단 속도를 높이는 데 이상적입니다.
재료 표면에 대한 초점 렌즈의 위치도 최적의 절단 결과를 얻는 데 중요합니다.절단 전면에서 가장 높은 출력 밀도를 얻을 수 있도록 렌즈의 초점은 재료 표면보다 약간 아래에 위치해야 합니다.이는 일반적으로 절단되는 재료의 두께에 따라 절단 헤드의 높이를 조정하는 전동 z축에 의해 제어됩니다.
노즐은 절단 공정에서 중요한 역할을 하는 파이버 레이저 절단 헤드의 또 다른 필수 구성 요소입니다.보조 가스를 절단 영역으로 보내는 역할을 담당하며 다음과 같은 몇 가지 중요한 기능을 수행합니다.
과도한 열 축적 및 열 변형을 방지하기 위해 절단되는 재료를 냉각시킵니다.
깨끗하고 부드러운 절단 가장자리를 보장하기 위해 절단(절단 슬롯)에서 녹은 재료와 잔해물을 제거합니다.
역반사 또는 스패터로 인한 손상으로부터 초점 렌즈를 보호합니다.
노즐은 일반적으로 세라믹이나 구리와 같은 내마모성 재료로 만들어져 절단 과정에서 발생하는 높은 온도와 압력을 견딜 수 있습니다.이는 속도 및 압력과 같은 보조 가스의 흐름 특성을 결정하는 특정 오리피스 크기와 모양을 가지고 있습니다.
사용되는 보조 가스의 유형은 절단되는 재료와 원하는 절단 품질에 따라 다릅니다.예를 들어, 질소는 깨끗하고 산화물이 없는 절단 가장자리를 생성하고 HAZ를 최소화하므로 연강 절단에 일반적으로 사용됩니다.산소는 절단 속도를 향상시키고 약간 산화되었지만 부드러운 절단 가장자리를 생성하므로 두꺼운 연강판을 절단하는 데 종종 사용됩니다.압축공기는 냉각 성능이 뛰어나고 절단면이 깨끗하기 때문에 알루미늄이나 스테인리스강과 같은 비철금속 절단에 적합합니다.
최적의 절단 결과를 얻으려면 노즐 팁과 재료 표면 사이의 일정한 거리(노즐 스탠드오프 거리)를 유지하는 것이 중요합니다.여기서 용량성 높이 센서가 작동합니다.
정전식 높이 센서는 노즐 팁과 재료 표면 사이의 정전용량을 측정하는 비접촉 센서입니다.노즐이 절단 경로를 따라 이동할 때 센서는 노즐 스탠드오프 거리를 지속적으로 모니터링하고 피드백 신호를 기계 제어 시스템에 보냅니다.
노즐 스탠드오프 거리가 설정값에서 벗어나면 기계 제어 시스템이 절단 헤드의 Z축 위치를 자동으로 조정하여 일정한 거리를 유지합니다.이를 통해 보조 가스 흐름이 특정 절단 조건에 맞게 최적화되어 절단 품질이 향상되고 노즐 마모가 줄어듭니다.
보호창은 포커싱 렌즈와 노즐 사이에 위치하는 투명한 광학 요소입니다.주요 기능은 절단 과정에서 발생하는 후면 반사, 스패터 또는 잔해로 인한 손상으로부터 초점 렌즈를 보호하는 것입니다.
보호 창은 일반적으로 용융 실리카나 사파이어와 같은 내구성이 뛰어난 광학 소재로 만들어져 가혹한 절단 환경을 견딜 수 있습니다.전력 손실을 최소화하고 표면에 오염 물질이 축적되는 것을 방지하는 특수 반사 방지 및 파편 방지 코팅으로 코팅되어 있습니다.
최적의 절단 성능을 유지하고 포커싱 렌즈의 손상을 방지하려면 보호창의 정기적인 점검과 교체가 필수적입니다.손상되거나 오염된 보호 창은 빔 왜곡, 전력 손실 또는 포커싱 렌즈의 심각한 고장을 유발하여 가동 중지 시간과 수리 비용이 많이 들 수 있습니다.
파이버 레이저 커팅 헤드는 독립형 구성 요소가 아니라 전체 파이버 레이저 커팅 기계의 필수적인 부분입니다.최적의 절단 성능과 사용 편의성을 보장하려면 기계 제어 시스템과 원활하게 통합되어야 합니다.
기계 제어 시스템은 일반적으로 CNC 컨트롤러, 인간-기계 인터페이스(HMI), 절단 헤드와 공작물 테이블의 동작을 제어하는 서보 모터 및 드라이브 세트로 구성됩니다.보조 가스 시스템, 정전식 높이 센서, 보호 창과 같은 커팅 헤드 구성 요소는 아날로그 신호 또는 디지털 버스와 같은 다양한 통신 프로토콜을 통해 기계 제어 시스템에 연결됩니다.
기계 제어 시스템 소프트웨어는 CAD/CAM 설계 파일을 기계가 읽을 수 있는 코드(G 코드)로 변환하고 절단 프로그램을 실행하는 역할을 합니다.또한 재료 유형 및 두께에 따라 레이저 출력, 절단 속도, 보조 가스 압력, 노즐 스탠드오프 거리 등 절단 매개변수를 설정하기 위한 사용자 친화적인 인터페이스를 제공합니다.
절단 헤드와 기계 제어 시스템의 적절한 통합 및 보정은 최적의 절단 결과를 얻고 가동 중단 시간을 최소화하는 데 매우 중요합니다.이를 위해서는 절단 공정, 기계 역학 및 제어 알고리즘에 대한 깊은 이해가 필요하며, 여기에는 나와 같은 숙련된 엔지니어의 전문 지식이 작용합니다.
결론적으로, 파이버 레이저 커팅 헤드는 모든 파이버 레이저 커팅기의 복잡하고 중요한 구성 요소입니다.레이저 소스, 빔 전달 시스템, 초점 렌즈, 노즐, 정전식 높이 센서 및 보호 창을 포함한 주요 구성 요소가 함께 작동하여 금속 재료에 대한 고품질의 정확하고 효율적인 절단 성능을 제공합니다.
중국의 선도적인 파이버 레이저 절단기 제조업체인 Tianchen Laser는 파이버 레이저 절단 헤드 설계 및 제조의 복잡성을 깊이 이해하고 있습니다.나와 같은 숙련된 엔지니어의 전문 지식을 바탕으로 Tianchen Laser는 절단 헤드 기술의 최신 발전을 통합한 최첨단 광섬유 레이저 절단 기계를 고객에게 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
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