강판 레이저 절단이란 무엇이며 어떻게 작동하는가

제조업체들이 강재 부품에 어떻게 해서 저렇게 정밀한 절단을 할 수 있는지 궁금해본 적 있나요? 그 답은 현대 금속 가공 분야에서 가장 획기적인 기술 중 하나인 강판 레이저 절단에 있습니다. 이 공정은 산업 분야에서 강재를 성형하고 가공하는 방식을 혁신적으로 바꾸어 놓았으며, 기존 절단 방식으로는 달성할 수 없는 수준의 정확도를 제공합니다.

레이저 절단은 프로그래밍된 경로를 따라 높은 기하학적 정밀도로 금속을 녹이고 기화시켜 절단하기 위해 일관되고 집중되며 변조된 광선을 사용하는 고정밀 열처리 공정입니다.

그렇다면 레이저 절단이 정확히 무엇일까요? 핵심적으로 이 기술은 매우 집중된 레이저 빔을 강철 표면에 조사하는 것입니다 , 초점에서 약 3,000°C의 온도를 생성합니다. 이 집중된 열 에너지는 강철 소재를 녹이거나 기화시켜 워크피스에 기계적 응력을 가하지 않고도 깔끔하고 정확한 절단을 가능하게 합니다. 결과는 무엇일까요? 브러가 없는 가장자리와 낮은 표면 거칠기로, 종종 추가 마감 작업이 필요하지 않습니다.

레이저 빔이 강판을 변화시키는 방식

강철을 레이저 절단할 때, 그 마법은 분자 수준에서 일어납니다. 이 공정은 전기 에너지가 레이저 소스(파이버 레이저 또는 CO2 시스템) 내 입자를 여기시키면서 시작됩니다. 이렇게 여기된 입자들이 자극 방출을 통해 광자를 방출하며, 강철 표면 위의 극도로 작은 지름의 점에 집속되는 적외선 빛의 집중된 빔을 만들어냅니다.

돋보기를 통해 햇빛을 집중시키는 것을 상상해 보세요. 하지만 그보다 훨씬 정밀하고 강력한 방식으로 말입니다. 현대의 CNC 시스템은 절단 경로, 이송 속도, 레이저 출력 및 보조 가스 파라미터를 동시에 제어하여 작업자가 재료의 종류와 두께에 따라 설정을 조정할 수 있게 합니다. 이러한 정밀한 제어 능력 덕분에 금속 레이저 절단은 자동차 부품에서부터 건축 요소에 이르기까지 다양한 분야에서 선호되는 공법이 되었습니다.

열 절단 정밀도의 과학

현재 철강 시트 가공 분야에서 주로 사용되는 두 가지 주요 레이저는 바로 파이버 레이저와 CO2 레이저입니다. 각각은 집중된 열에너지를 다르게 생성하지만, 모두 제어된 열적 제거(thermal ablation)를 통해 정밀한 재료 제거라는 동일한 목표를 달성합니다.

파이버 레이저는 약 1.06마이크론의 파장에서 빛을 방출하는 반면, CO2 레이저는 10.6마이크론에서 작동합니다. 이 파장의 차이는 강철이 레이저 에너지를 흡수하는 방식에 상당한 영향을 미칩니다. 금속은 짧은 파장에 대해 반사율이 낮기 때문에 동일한 에너지 출력에서도 파이버 레이저가 더 효과적인 절단 성능을 제공합니다. According to Laser Photonics 에 따르면, 파이버 레이저는 전기 에너지의 최대 42%를 레이저 빛으로 변환할 수 있는 반면, CO2 시스템은 단지 10~20%만을 변환합니다.

레이저 절단 공정은 또한 절단 부위에서 용융된 재료를 제거하고 절단면 품질에 영향을 주는 보조 가스(일반적으로 산소 또는 질소)의 도움을 받습니다. 얇은 게이지 소재를 레이저 절단하든 두꺼운 판재를 가공하든 이러한 기본 원리를 이해하면 결과를 최적화하고 비용을 통제하는 데 도움이 됩니다.

이러한 열 정밀성, CNC 제어 및 재료 과학의 조합이 바로 레이저로 철강판을 절단하는 방식이 정밀 금속 가공 분야의 산업 표준으로 자리 잡은 이유입니다. 반복성, 속도, 품질 측면에서 기계적 절단 방법이 따라올 수 없는 수준을 제공하기 때문입니다.

철강판 적용 분야에서 파이버 레이저와 CO2 레이저 비교

레이저 절단 방식에 대해 이해하셨으니, 귀하의 철강판 프로젝트에 어떤 유형의 레이저를 선택해야 할지 고민이 되실 것입니다. 이 결정은 절단 속도, 운영 비용, 절단면 품질에 상당한 영향을 미칩니다. 따라서 귀하의 특정 응용 분야에 가장 적합한 선택을 할 수 있도록 파이버 레이저와 CO2 레이저의 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.

근본적인 차이점은 파장에 있습니다. 파이버 레이저는 1.064마이크로미터에서 작동하는 반면, CO2 레이저는 10.6마이크로미터에서 방출됩니다. 이것이 왜 중요한가요? 강철은 더 짧은 파장을 더욱 효율적으로 흡수하므로, 파이버 레이저는 입력 에너지 와트당 더 많은 절단력을 제공합니다. 이와 같은 파장의 장점은 전 세계 산업용 레이저 절단 공정에서 파이버 기술의 급속한 채택을 이끌어냈습니다. 전 세계 산업용 레이저 절단 작업 .

강재 가공을 위한 파이버 레이저의 장점

두꺼운 강판이 아닌 얇은 강판—일반적으로 1/2인치 이하—을 가공하는 경우, 파이버 레이저가 귀하의 자재를 절단하기 위한 최적의 레이저일 수 있습니다. Alpha Lazer 에 따르면, 파이버 레이저 장비는 얇은 재료에서 기존 CO2 시스템보다 최대 5배 빠르게 절단할 수 있습니다. 이러한 속도는 부품당 비용 절감과 생산 사이클 단축으로 직접 연결됩니다.

운영 비용 차이를 고려해 보세요: 4kW CO2 레이저를 가동하는 데에는 시간당 약 12.73달러가 소요되는 반면, 동급의 4kW 파이버 레이저는 단 6.24달러만으로 가동할 수 있습니다. 수천 시간에 이르는 생산 과정에서 이러한 절감 효과는 극적으로 누적됩니다. 파이버 시스템은 고체 상태 설계로 움직이는 부품이 적어 유지보수도 덜 필요합니다. 정기적으로 교체해야 하는 가스 충전 튜브나 광학 미러가 없기 때문입니다.

파이버 기술의 발전은 주목할 만합니다. 파이버 레이저가 처음 2008년경 제조업에 도입되었을 때, CO2 레이저가 20년 동안 달성했던 4kW 절단 한계를 금세 돌파했습니다. 오늘날 파이버 레이저는 이미 12kW를 넘어서 더 높은 출력을 구현하며 두꺼운 재료 가공이 가능해졌으며, 동시에 속도와 효율성 측면에서의 장점을 유지하고 있습니다.

CO2 레이저를 사용하는 것이 여전히 타당한 경우

얇은 재료 가공에서는 섬유 레이저가 우세하지만, 두꺼운 강재를 20mm 이상 절단할 때는 CO2 레이저 절단이 특정 응용 분야에서 여전히 유효하다. CO2 레이저는 더 긴 파장을 통해 두꺼운 단면에 열을 더 고르게 분포시켜 중장비 플레이트에서 더 나은 표면 마감 품질을 제공할 수 있다.

CO2 시스템은 다양한 재료를 다뤄야 하는 작업 환경에서 장점이 있다. 레이저 및 CNC 설비가 강철과 함께 아크릴, 목재 또는 플라스틱 같은 비금속 재료도 처리해야 한다면, CO2 레이저는 이러한 유연성을 제공한다. 검증된 기술과 낮은 초기 설비 비용 덕분에 다양한 재료를 혼합하여 작업하는 공정에 적합할 수 있다.

그러나 특히 대량 생산을 위한 전용 강재 가공의 경우, 일반적으로 섬유 레이저 기술이 더 높은 투자 수익률(ROI)을 제공한다. 절단기용 레이저는 주로 사용하는 재료 종류, 두께 요구사항 및 생산량에 맞춰 선택해야 한다.

매개변수	섬유 레이저	Co2 레이저
강판 두께 범위	최대 25mm까지 최적	40mm 이상까지 효과적
절단 속도(양질의 강판)	최대 20미터/분	파이버보다 3-5배 느림
운영 비용 (4kW)	~시간당 6.24달러	~시간당 12.73달러
엣지 품질 (얇은 재료)	우수함, 최소한의 버	좋음
가공면 품질 (두꺼운 재료)	후처리가 필요할 수 있음	더 매끄러운 마감
유지보수 요구사항	최소한의 유지보수(고체 상태 설계)	정기적인 유지보수 필요(가스 튜브, 거울)
장비 수명	최대 100,000시간	20,000-30,000시간
에너지 효율성	~35% 변환율	10-20% 변환율

운영에 적합한 레이저 CNC 시스템을 평가할 때는 현재의 요구 사항뿐만 아니라 향후 성장 가능성도 함께 고려해야 합니다. 파이버 레이저는 초기 투자 비용은 더 크지만, 운영 비용 절감, 유지보수 최소화 및 장비 수명 연장 등을 통해 전체 수명 주기 동안의 비용을 크게 낮출 수 있습니다. 자동차, 항공우주, 전자제품 제조 분야의 대부분의 철강 시트 가공 용도에서는 파이버 기술이 이미 명확한 성능 리더로 자리 잡았습니다.

레이저 절단 최적화를 위한 강재 등급 및 소재 선정

레이저 방식은 선택하셨지만, 사용 중인 강재가 실제로 레이저 가공에 적합한지 여부는 고려해 보셨나요? 정밀하고 깨끗한 절단을 위해서는 소재 선정 또한 매우 중요합니다. 모든 강재 등급이 집중된 열 에너지에 동일하게 반응하는 것은 아니므로, 이러한 차이점을 이해하면 재작업 비용, 과도한 슬래그(dross) 발생, 불균일한 절단면 품질 등의 문제를 예방할 수 있습니다.

강재 등급은 임의로 정해진 분류가 아닙니다. KGS Steel 에 따르면, AISI 및 ASTM 분류 체계는 탄소 함량, 합금 원소, 기계적 특성에 관한 중요한 정보를 제공하며, 이러한 요소들은 모두 시트 금속 절단 공정에서 소재가 어떻게 반응하는지에 직접적인 영향을 미칩니다. 레이저 가공에 적합한 특정 강재의 특징과 최상의 결과를 얻기 위한 소재 준비 방법에 대해 살펴보겠습니다.

레이저 가공용 강재 사양 이해하기

"레이저 가공용" 강재란 정확히 무엇을 의미할까요? 제조 업체들이 이 용어를 사용할 때, 이는 일반적인 절단 문제를 제거하도록 특별히 가공된 소재를 말합니다. 강철 창고 레이저 가공용 강재는 템퍼 밀(tempor mill), 평탄화 장치, 레벨러 및 연속 회전식 전단기(컷 투 렝스 라인)를 통과하는 템퍼 패스 가공을 거쳐 표준 스트립 밀 강재를 문제 없이 절단 가능한 소재로 변환한다고 설명합니다.

이것이 귀사의 금속 시트 레이저 절단 공정에 중요한 이유는 다음과 같습니다. 표준 철강 코일은 권취 공정에서 발생한 '기억 현상(coil memory)'을 유지하고 있어 절단 중 시트가 휘거나 튕기는 현상이 발생합니다. 이러한 움직임은 초점 거리의 불일치를 유발하여 부품 전체의 절단 품질이 일정하지 않게 됩니다. 레이저 품질용 철강은 이러한 코일 기억 현상을 완전히 제거합니다.

• 테이블 평탄도: 레이저 품질용 철강은 절단 베드 위에 완전히 평평하게 놓여, 시트 전체에 걸쳐 일정한 빔 초점을 유지합니다
• 표면 품질: 개선된 표면 마감은 에너지 흡수에 영향을 줄 수 있는 반사율 차이를 감소시킵니다
• 엄격한 허용오차: 시트 전반에 걸친 두께의 일관성은 예측 가능한 절단 조건을 보장합니다
• 화학 조성 일관성: 균일한 합금 분포는 핫스팟 또는 열 반응의 불일치를 방지합니다
• 코일 기억 현상 제거: 가공 중 스프링백 또는 말림 현상이 없습니다

저탄소강 레이저 절단의 경우 A36 및 1008 등급은 레이저 가공에 매우 우수하게 반응합니다. 탄소 함량이 0.3% 미만인 이러한 저탄소강은 고탄소 강재보다 훨씬 예측 가능하고 깨끗하게 절단됩니다. 또한 열적 특성이 일정하여 작업자는 절단 조건을 한 번 최적화한 후 생산 공정 내내 품질을 유지할 수 있습니다.

스테인리스 스틸 레이저 절단 오스테나이트계 스테인리스강인 304 및 316 등급은 SendCutSend에 따르면 일정한 조성과 낮은 열전도율 덕분에 레이저 절단 시 매우 우수한 반응을 보입니다. 이처럼 낮은 열전도율은 오히려 이점이 되는데, 절단 부위에 열이 더 효과적으로 집중되어 열영향부를 최소화하면서도 더욱 깨끗한 가장자리를 형성할 수 있기 때문입니다.

고강도 저합금강(HSLA) 또는 고급 고강도 강재(AHSS), 초고강도 강재(UHSS)를 가공할 때는 절단 조건을 조정해야 합니다. 높은 함량의 합금 원소는 에너지 흡수율과 열 거동에 영향을 줄 수 있습니다. 특히 탄소 함량이 중요한 역할을 하며, 탄소 함량이 높은 재료는 엣지 경화를 방지하기 위해 절단 속도와 전력 설정을 조정해야 할 수 있습니다.

열간압연 및 냉간압연 강재의 절단 고려사항

강재 등급 선택 외에도 마감 처리 방식은 레이저 절단 결과에 큰 영향을 미칩니다. 열간압연강과 냉간압연강의 차이점을 이해하면 적절한 재료 준비와 기계 설정이 가능해집니다.

열간압연강: 철강을 1700°F를 초과하는 온도에서 압연한 후 상온에서 공기 냉각함으로써 제조된다. 이 공정은 재료를 정규화하지만 레이저 에너지 흡수에 방해가 될 수 있는 특유의 밀 스케일(mill scale)—어두운 산화층—을 남긴다. 열간압연 탄소강은 외관 마감보다 강도가 더 중요한 구조용 응용 분야에 적합하지만, 밀 스케일 처리에 주의가 필요하다.

판금 레이저 절단 장비 작업 시 밀 스케일은 두 가지 문제를 일으킨다. 산화층은 기본 금속과 다른 열적 특성을 가지므로 에너지 흡수가 불균일하게 된다. 또한 절단 중 밀 스케일이 벗겨져 광학 부품에 오염을 유발하거나 표면 결함을 만들 수 있다. 다음의 준비 방법을 고려할 수 있다.

• 일관된 결과를 위해 절단 전 기계적 디스케일링 수행
• 밀 스케일을 관통하기 위해 레이저 출력을 증가(신뢰성 낮음)
• 대신 열간압연 피클드 앤 오일드(HRP&O) 소재 선택

열간압연 피클드 앤 오일드(HRP&O): 이 소재는 압연 후 산세 처리를 통해 스케일을 제거하고, 부식 방지를 위해 보호 오일 코팅을 추가로 입힙니다. 열간압연강의 비용 이점을 유지하면서도 더 깨끗한 표면을 제공하여 레이저 가공 시 더욱 일관된 반응을 보입니다. 매끄러운 마감으로 인해 HRP&O는 정밀한 냉간압연 소재가 필요하지 않은 레이저 절단 금속 시트에 적합한 중간 단계 옵션입니다.

냉간 압연 강판: 초기 열간압연 및 냉각 후, 이 소재는 상온에서 재압연되어 더욱 매끄럽고 정밀한 마감을 얻습니다. 추가 가공 과정에서 발생하는 가공 경화 현상 덕분에 냉간압연강은 열간압연 제품보다 강도와 치수 정확도가 우수합니다. 엄격한 공차를 요구하거나 이후 굽힘 작업이 필요한 가공 공정의 경우, 냉간압연 소재가 보다 탁월한 결과를 제공합니다.

냉간압연 표면은 일관된 레이저 에너지 흡수, 예측 가능한 절단 특성 및 더 깨끗한 가장자리를 제공합니다. 그러나 이러한 향상된 품질은 더 높은 재료 비용을 수반합니다. 알루미늄 레이저 절단이나 다른 반사성 금속 가공 시에도 유사한 표면 처리 원칙이 적용되며, 항상 더 깨끗하고 일관된 표면이 더 나은 결과를 얻습니다.

두께는 또한 등급과 마감 선택에 영향을 미칩니다. 최신 파이버 레이저는 장비의 출력에 따라 스테인리스강 및 기타 합금류보다 두께 제한이 적은 최대 25mm 두께의 연강을 효과적으로 가공할 수 있습니다. 두꺼운 재료의 경우 절단 시간이 길어지고 열 축적이 증가함에 따라 표면 상태가 점점 더 중요해집니다.

강재 등급과 마감을 레이저 장비의 성능 및 최종 사용 요구 사항에 맞추면 일관되고 고품질 절단의 기반을 마련하게 됩니다. 그러나 재료 선택은 전체 고려사항 중 일부에 불과하며, 보조 가스의 선택 역시 절단 가장자리 품질과 가공 효율성을 결정하는 데 동일하게 중요한 역할을 합니다.

보조 가스 선택과 강재 절단 품질에 미치는 영향

레이저 종류를 선택하고 강재 준비를 마쳤지만, 여기서 많은 제작 업체들이 비용이 큰 실수를 저지릅니다. 절단 노즐을 통해 흐르는 보조 가스는 단순한 보조 요소가 아니라 절단 가장자리 품질, 절단 속도 및 후속 공정 요구사항을 근본적으로 결정합니다. 레이저는 금속을 녹이는 블레이드 역할을 하고, 가스는 용융된 물질을 제거하며 최종 결과물을 형성하는 강력한 제트 역할을 한다고 생각하면 됩니다.

Metal-Interface에 따르면, 제조업체들이 때때로 성급하게 가스 선택을 결정하기도 하는데, 이 선택은 생산 처리량부터 후가공 비용에 이르기까지 모든 것에 직접적인 영향을 미칩니다. 대량 자동차 생산에서 강철 절단용 레이저를 사용하든 정밀한 단일 부품 제작이든, 보조 가스 선택의 과학적 원리를 이해하는 것은 절단 결과를 극적으로 개선합니다.

그렇다면 보조 가스는 정확히 어떤 역할을 할까요? 레이저 빔이 강판 표면을 관통하면 용융된 금속층이 형성되며, 아무런 조치 없이 방치하면 자연스럽게 절단 경로 상에서 다시 응고됩니다. 가압된 가스는 이러한 현상을 막기 위해 네 가지 핵심 기능을 동시에 수행합니다. 즉, 용융 금속을 배출하여 드로스(dross) 형성을 방지하고, 절단면 가장자리에서의 화학 반응을 제어하며, 기계 광학 장치를 연기와 스패터로부터 보호하고, 열 변형을 줄이기 위해 열을 조절합니다. 적절한 가스 공급 없이는 현대 레이저 금속 절단 작업이 사실상 불가능합니다.

속도와 효율성을 위한 산소 절단

탄소강 및 연강을 절단할 때 산소는 다른 어떤 가스도 제공하지 못하는 것을 제공합니다: 절단 공정을 능동적으로 가속화하는 발열 반응입니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 산소는 녹은 물질을 단순히 날려버리는 것이 아니라, 가열된 강철과 화학 반응을 일으켜 레이저 파워를 보완하는 추가적인 열 에너지를 생성합니다.

이러한 연소 반응은 산소 보조 레이저 절단 방식이 연강에서 훨씬 더 빠른 절단 속도를 달성할 수 있는 이유를 설명해 줍니다. Rise Laser 에 따르면, 발열 반응으로 인해 발생하는 추가 열로 인해 레이저가 다른 모든 가스 옵션보다 훨씬 빠르게 두꺼운 연강을 절단할 수 있습니다. 탄소강을 대량 처리하는 작업의 경우, 이러한 속도 이점은 부품당 비용 절감으로 직접 연결됩니다.

운영 매개변수가 그 이유를 설명해줍니다. 산소 절단은 일반적으로 약 2바의 압력과 시간당 약 10입방미터의 가스 소비량만 필요로 하며, 질소 절단에 비해 상당히 낮은 수준입니다. 이러한 낮은 소비량은 주로 저탄소강 가공에 집중된 레이저 절단 작업에서 운영 비용을 줄여줍니다.

그러나 산소 절단은 중요한 단점도 동반합니다. 바로 산화 현상입니다. 절단 속도를 높여주는 동일한 화학 반응이 절단 가장자리에 어두운 산화층을 형성하게 됩니다. 이 산화된 표면은 약간 회색을 띠며 다음의 추가 마감 작업이 필요할 수 있습니다.

• 페인팅 전 브러싱 또는 그라인딩
• 외관적 용도를 위한 화학적 박리
• 적절한 융착을 보장하기 위한 용접 전 엣지 준비
• 생산 공정 내에서 추가적인 청소 시간

구조용 강재 부품, 농업 기계 장비 또는 절단면이 가려지거나 도장되는 응용 분야의 경우 산소 절단의 속도 이점이 산화 문제를 상쇄하는 경우가 많습니다. 그러나 절단면 외관이나 용접 품질이 중요한 경우에는 다른 방식을 사용해야 합니다.

용접 가능한 엣지용 질소 절단

용접, 분체 도장 또는 건축물의 노출된 부분과 같이 후속 공정에서 깨끗한 절단면이 요구될 때는 질소가 레이저 절단기용 강철 가공의 최적 선택이 됩니다. 산소처럼 반응하는 특성과 달리 질소는 완전히 불활성이며, 그 역할은 순수하게 기계적입니다. 즉, 고압으로 용융된 재료를 제거하면서 절단면을 대기 중 산소로부터 보호하는 것입니다.

결과는 말해줍니다. Isotema에 따르면 질소는 절단 중 산화를 방지하여 후처리 없이도 깨끗하고 광택 있는 용접 가능한 엣지를 생성합니다. 이로 인해 질소는 스테인리스강, 알루미늄 및 레이저 금속 절단 결과물을 다음 생산 공정으로 바로 넘겨야 하는 모든 응용 분야에서 최고의 선택이 됩니다.

그러나 이러한 깨끗한 엣지는 가스 소비량과 절단 속도라는 비용을 동반합니다. 질소 절단은 산소 절단의 약 2bar에 비해 훨씬 높은 압력(22~30bar)을 필요로 하며 시간당 약 40~60입방미터를 소비하며 두꺼운 재료의 경우 시간당 최대 120입방미터까지 도달하기도 합니다. 또한 유사한 강판 두께 기준으로 질소 보조 절단은 산소 절단보다 약 30% 느린 속도로 진행됩니다.

이처럼 운영 조건이 더 높음에도 불구하고 전체 생산 프로세스를 고려했을 때 질소가 종종 더 경제적인 선택이 될 수 있습니다. 아래와 같은 후속 공정에서 발생하는 비용이 사라진다는 점을 고려해보십시오.

• 엣지 정리를 위한 연마 또는 브러싱 작업과 인건비 불필요
• 오염 위험 없이 직접 용접 가능
• 추가적인 준비 없이 페인트 및 분체 코팅 접착
• 마감 공정 역에서의 병목 현상 제거

Messer France의 장-뤽 마르샹이 Metal-Interface의 산업 보고서에서 언급한 바와 같이, "현재 시장 동향은 질소를 사용하는 단일 다목적 가스 공급원을 갖는 것이다." 이처럼 질소는 강철, 스테인리스강, 알루미늄 모두에 효과적으로 작용하여 다양한 소재를 절단하는 작업장의 운영을 간소화한다.

매개변수	산소 보조 가스	질소 보조 가스
엣지 마감	어두운 산화층	밝고 깨끗하며 산화물이 없는 표면
절단 속도 (연강)	~30% 더 빠름(질소 대비)	기준 속도
작동 압력	~2바	22-30바
가스 소비량	~10m³/시간	40-120m³/시간
시간당 가스 비용	하강	더 높습니다
적합한 재료	탄소강, 연강	스테인리스강, 알루미늄, 모든 금속
적합한 용도	구조 부품, 숨겨진 모서리, 고용량 강재	용접 조립품, 도장 부품, 외관 부품
필요한 후처리	자주 사용됨 (연마, 청소, 준비 작업)	거의 없거나 전혀 없음

산소와 질소 중 선택은 궁극적으로 귀하의 구체적인 작업 흐름에 달려 있습니다. 두께가 2~3mm 이상인 탄소강을 주로 절단하고 절단면이 도장되거나 가려지는 경우, 산소는 속도 측면에서 경제성이 뛰어납니다. 반면 스테인리스강, 알루미늄 또는 즉시 용접이 필요한 부품을 가공하는 공정의 경우, 질소를 사용하면 깨끗한 절단면을 얻어 추가 후속 공정 비용을 줄일 수 있습니다.

일부 작업장에서는 소재 종류와 최종 용도에 따라 산소와 질소를 전환하여 이중 가스 기능을 유지합니다. 이러한 유연성 덕분에 각 작업을 개별적으로 최적화할 수 있어 적절한 경우 산소의 빠른 절단 속도를 활용하면서도 엄격한 요구 조건을 가진 응용 분야에서는 질소의 고품질 절단면 이점을 활용할 수 있습니다. 이러한 가스 선택 기준을 이해함으로써 절단 품질, 처리 속도 및 전체 생산 비용 사이의 균형을 맞추는 현명한 결정을 내릴 수 있습니다.

물론, 최상의 결과를 얻기 위해서는 적절한 가스를 선택하는 것만으로 충분하지 않습니다. 올바른 가스를 선택하더라도 절단 파라미터가 잘못되면 부품 품질에 결함을 초래할 수 있습니다. 성공적인 철강 레이저 절단 결과를 정의하는 핵심 품질 파라미터들을 살펴보겠습니다.

절단 품질 파라미터 및 공차 능력

레이저 종류를 설정하고, 적합한 강종을 선택하며, 어시스트 가스를 결정하셨습니다. 하지만 과연 실제 절단 결과가 명세서 기준을 충족하는지 어떻게 확인할 수 있을까요? 레이저 절단 정밀도를 규정하는 측정 가능한 파라미터들을 이해하는 것은 양품과 불량품을 가르는 중요한 요소입니다. 이러한 품질 지표들은 레이저 절단 부품이 정확하게 조립되는지, 구조적 성능을 발휘하는지, 고객의 요구사항을 만족하는지에 직접적인 영향을 미칩니다.

성공적인 시트 메탈 레이저 절단은 단지 재료를 관통하는 것뿐만 아니라, 그 절단이 어떻게 이루어지는지를 정밀하게 제어하는 데 있습니다. DW Laser에 따르면, 레이저 절단 품질은 정밀도(지정된 치수 정확성), 엣지 품질(매끄러움 및 마감 상태), 일관성(여러 부품 간 균일한 절단), 그리고 최소한의 열영향부 영역이라는 네 가지 핵심 요소에 의해 결정됩니다. 절단 결과를 평가하고 최적화할 수 있도록 각 파라미터를 하나씩 살펴보겠습니다.

컷팅 폭과 부품 정확도에 미치는 영향

펜촉이 얇은 펜 대신 마커로 선을 긋는 상황을 상상해 보세요. 마커는 펜보다 더 많은 재료를 제거하므로 최종 치수가 달라집니다. 컷팅 폭(Kerf Width)도 이와 동일한 원리로 작동합니다. 즉, 레이저 빔이 절단 중 실제로 제거하는 재료의 양을 의미합니다. 보기에는 사소해 보이는 이 세부사항이 부품 공차와 재료 수율에 중요한 영향을 미칩니다.

에 따르면 Boco Custom , 섬유 레이저 커팅에서 커팅 폭(케르프)은 일반적으로 0.006~0.015인치(0.15~0.38mm) 범위이며, 재료의 종류, 두께 및 노즐 설정에 따라 달라집니다. 이러한 차이는 사소해 보일 수 있지만 정확하게 맞물려야 하는 부품을 절단할 때는 0.1mm 단위도 중요합니다.

여기서 케르프가 중요한 역할을 합니다: 구멍과 같은 작은 내부 형상은 케르프 폭만큼 실제로 '축소'되는 반면, 큰 내부 절단 영역은 '확대'될 수 있습니다. 예를 들어, M6 통과구멍(6.6mm)이 필요할 경우 도면에서 정확히 6.6mm로 그리면 레이저 절단 시 재료를 가열하며 절단하게 되어 결과적으로 구멍이 작아지게 됩니다. 설계 파일에서 6.6~6.8mm로 보정하면 절단 및 마감 후 맞물림이 너무 꽉 조여지는 위험을 줄일 수 있습니다.

커프는 또한 소재 수율 계산에 영향을 미칩니다. 단일 시트 위에 여러 부품을 배치할 때는 커프 너비와 부품 간 적절한 여유 공간을 고려해야 합니다. 이러한 소재 손실을 고려하지 않으면 강철의 낭비나 허용 오차를 벗어난 부품이 발생할 수 있습니다. 각 절단 공정에서 소모되는 정확한 소재량을 이해하면 레이저 절단기의 금속판 가공 작업을 더욱 비용 효율적으로 수행할 수 있습니다.

• 레이저 전력: 높은 출력 설정은 측면으로 과도한 에너지가 퍼지는 얇은 소재에서 특히 커프를 넓힐 수 있습니다
• 절단 속도: 느린 속도는 열 노출 시간을 늘려 절단 폭을 더 넓힐 수 있으며, 빠른 속도는 더 깨끗하고 좁은 커프를 생성할 수 있습니다
• 초점 위치: 최적의 초점 조절은 가장 작은 레이저 스팟 크기와 가장 좁은 커프를 만들어내며, 초점이 어긋나면 커프 폭이 증가합니다
• 보조 가스 압력: 높은 압력은 용융된 재료를 보다 효율적으로 배출하여 재응고물(리캐스트)을 줄이고 커프 형상을 제어합니다
• 노즐 스탠드오프 거리: 일정한 거리를 유지하면 전체 절단 경로에 걸쳐 균일한 가스 흐름과 빔 전달이 보장됩니다

강철의 열영향부 관리

집중된 열에너지가 강철을 녹여 절단할 때, 주변 재료는 영향을 받지 않고 남아 있는 것이 아니다. 열영향부(HAZ)란 절단선 근처에서 온도 변화를 받아 미세구조가 변질되는 영역을 의미하며, 실제 용융은 일어나지 않더라도 물성에 변화가 생긴다. 구조용 재료의 경우, 재료의 무결성을 유지하기 위해 HAZ를 이해하는 것이 필수적이다.

에 따르면 앰버 스틸 , 레이저 절단은 절단 부위 근처에 매우 작은 국부적인 열영향부를 형성한다. 이는 플라즈마 또는 산소아세틸렌 절단 방식보다 훨씬 작다. 이러한 제어된 열 입력 덕분에 정밀 레이저 절단 공정은 일관된 재료 특성이 요구되는 응용 분야에서 선호된다.

HAZ가 중요한 이유는 무엇인가요? 이 영역 내에서 강철의 기계적 특성이 변화할 수 있습니다. 경도가 증가할 수 있는데(좋아 보이지만 취성을 유발할 수 있음), 스테인리스강의 경우 내식성이 저하되거나 피로 성능에 영향을 미치는 결정립 구조가 달라질 수 있습니다. 고강도 강재의 경우 HAZ가 하중 하에서 파손이 시작되는 약한 지점이 될 수 있습니다.

HAZ의 크기는 여러 요인에 따라 달라집니다. 열확산율이 높은 재료는 열을 더 빠르게 분산시켜 좁은 영역을 형성합니다. 반대로 열을 더 오래 유지하는 재료는 더 넓은 영향 영역을 형성합니다. 절단 조건 또한 동일하게 중요한 역할을 합니다.

• 낮은 열입력: 빠른 절단 속도와 최적화된 출력 설정은 전체적인 열 노출을 줄여 HAZ 깊이를 최소화합니다
• 높은 절단 속도: 고온 상태에서의 시간이 짧을수록 주변 재료로 침투하는 열이 적어집니다
• 적절한 보조 가스 흐름: 고압 가스에 의한 효율적인 냉각은 열 축적을 줄입니다
• 재료 두께: 두꺼운 재료는 더 나은 열 싱크 역할을 하여 일반적으로 재료 부피 대비 좁은 HAZ를 생성합니다.

중요한 구조 부품의 경우, 후속 공정을 통해 HAZ를 완전히 제거해야 할 수도 있습니다. 절단면을 기계 가공하거나 연마하면 영향을 받은 재료를 제거할 수 있지만, 이는 작업 시간과 비용을 증가시키고 수율을 낮춥니다. 더 실용적인 방법은? 처음부터 절단 파라미터를 최적화하여 HAZ를 최소화함으로써 2차 공정 없이도 재료 특성을 유지하는 깨끗한 절단을 달성하는 것입니다.

에지 마감 및 달성 가능한 허용오차

레이저 절단면을 손가락으로 따라가 보면 품질 차이를 즉시 느낄 수 있습니다. 에지 마감 상태는 거울처럼 매끄러운 표면에서부터 눈에 띄게 줄무늬가 있는 표면까지 다양하며, 여러 요인이 귀하의 절단 품질이 이 스펙트럼 어디에 위치할지를 결정합니다. 정밀 레이저 절단 서비스의 경우, 에지 품질이 부품이 검사를 통과할 수 있는지 여부를 종종 결정합니다.

스트라이에이션은 절단 방향에 수직으로 형성되는 미세한 선들로, 레이저 에너지의 펄스 방식 공급과 용융 물질의 동역학에서 기인한다. 일반적으로 거친 스트라이에이션은 절단 속도와 출력 설정이 맞지 않을 때 나타나며, 매끄러운 가장자리는 최적화된 가공 조건을 시사한다. 레이저 절단된 강판의 표면 거칠기 사양은 재료 두께 및 절단 조건에 따라 보통 25~100 마이크로인치 범위 내에서 결정된다.

실제로 달성할 수 있는 허용오차는 얼마인가? 정밀 가공 업체들의 기준 자료에 따르면, 파이버 레이저는 얇은 시트 금속에서 일반적으로 ±0.005인치(0.13mm)의 정밀도를 유지하며, 두께가 증가함에 따라 ±0.010인치(0.25mm)까지 확대된다. 장착 시스템과 연결되는 구멍 배열의 위치 정확도의 경우, 적절한 고정장치와 캘리브레이션을 통해 일반적으로 ±0.010인치의 정밀도를 달성할 수 있다.

긴 부품은 추가적인 어려움을 동반합니다. 긴 길이에 걸쳐 열 팽창 및 기계 동작으로 인해 미터당 ±0.3–0.5mm의 누적 오차가 발생할 수 있습니다. 긴 마운팅 플레이트나 레일을 절단할 때는 전체 길이와 중요 구멍에서 가장자리까지의 거리를 별도로 관리하여 허용오차 누적이 조립 품질에 영향을 주지 않도록 하십시오.

재료의 변동성 또한 달성 가능한 정밀도에 영향을 미칩니다. 일반 시트강 사양의 경우 공칭 두께의 ±5–10% 범위 내에서 두께 편차가 허용됩니다. 0.125인치 재료에 맞춰 탭을 설계하는 경우, 실제 강판 두께는 0.118인치에서 0.137인치 사이 어디든 될 수 있습니다. 설계 시 적절한 여유 치수를 확보하면 이러한 실재 변동에도 조립 문제 없이 대응할 수 있습니다.

레이저 절단 비용과 전체 프로젝트 비용은 종종 허용오차 요구사항과 밀접한 관련이 있다는 점을 기억하십시오. 더 엄격한 허용오차는 보다 신중한 파라미터 최적화를 필요로 하며, 이로 인해 절단 속도가 느려질 수 있고 품질 검사 시간이 늘어날 수 있습니다. 기능상 필요한 경우에만 엄격한 허용오차를 지정하고, 그 외 부분에는 표준 정밀도를 적용하여 비용 효율성을 유지하십시오.

절단 폭(커프 폭), 열영향부 깊이(HAZ), 엣지 마감 상태 및 치수 허용오차와 같은 이러한 품질 파라미터들은 레이저 절단 결과를 평가하기 위한 측정 가능한 기준을 제공합니다. 하지만 절단 결과가 사양을 충족하지 못하는 경우 어떻게 해야 할까요? 일반적인 결함과 그 원인을 이해하면 문제를 신속하게 해결하고 일관된 품질을 유지할 수 있는 트러블슈팅 능력을 갖출 수 있습니다.

스틸 레이저 절단의 일반적인 결함 및 문제 해결

최적의 기계 설정과 고품질 재료를 사용하더라도 레이저 절단 강재 부품에 결함이 발생할 수 있습니다. 하지만 좋은 소식은 대부분의 절단 문제들이 원인을 파악할 수 있는 예측 가능한 패턴을 따르며, 이러한 관계를 이해하게 되면 문제 해결이 간단해진다는 것입니다. 성가신 드로스(dross), 보기 싫은 버(burr), 얇은 시트의 휨 현상 등 어떤 문제를 겪고 있든 이 섹션에서는 고품질 부품 생산을 다시 시작하는 데 필요한 실용적인 해결책을 제공합니다.

HG Laser Global에 따르면 버(burr) 및 기타 결함은 장비의 품질 문제 때문이 아니라 부적절한 운영 또는 기술적 문제로 인해 발생합니다. 핵심은 금속 시트의 레이저 절단이 출력, 속도, 가스, 초점 간에 정밀한 조정이 필요하다는 점을 이해하는 것입니다. 어느 매개변수가 최적 상태에서 벗어나기만 해도 결함이 발생하게 됩니다.

돌출부(dross) 및 버(burr) 형성 제거

드로스(dross)는 절단면에 다시 응고되는 끈적한 용융 물질로, 시트 금속 레이저 가공에서 가장 성가신 문제 중 하나입니다. 조립을 위해 깨끗한 엣지 대신, 후속적으로 연마나 마감 작업이 필요한 거친 돌출부가 남게 됩니다. 드로스가 발생하는 원인을 이해하면 근본적으로 이를 제거할 수 있습니다.

드로스 형성을 이렇게 생각해 보세요: 레이저가 강철을 녹이면 어시스트 가스가 그 용융물을 컷 부위(커프, kerf) 밖으로 완전히 불어내야 합니다. 하지만 가스가 액체 금속이 다시 응고되기 전에 이를 모두 제거하지 못하면, 드로스가 절단면에 붙게 됩니다. 이에 따르면 Accurl 이는 일반적으로 독립적으로 또는 함께 작용하는 세 가지 근본 원인에서 비롯됩니다.

• 문제: 하단 엣지에 심한 드로스 축적
  원인: 재료 두께에 비해 레이저 출력이 부족함 — 빔이 완전히 관통하지 못해 가장자리에 부분적으로 녹은 상태의 물질이 남아 붙는 현상
  해결책: 레이저 출력을 높이거나 절단 속도를 줄이세요. 렌즈 청결 상태를 확인하고 빔 전달에 영향을 줄 수 있는 광학 오염 여부를 점검하세요
• 문제: 절단 경로를 따라 간헐적으로 슬러지가 발생함
  원인: 출력 설정에 비해 절단 속도가 너무 빠름 — 레이저가 완전한 관통을 완료하기 전에 이동함
  해결책: 일관된 깨끗한 절단면이 나타날 때까지 절진 속도를 점차 줄이세요. 생산성을 유지하기 위해 출력 조정과 균형을 맞추십시오
• 문제: 출력과 속도가 정확하더라도 미세한 슬러지 입자가 부착됨
  원인: 보조 가스 압력 또는 유량이 부족함 — 용융 물질이 충분히 제거되지 않음
  해결책: 보조 가스 압력을 높이세요. 스테인리스강에 질소를 사용하여 절단할 경우, 폐기물을 효과적으로 날려 보내고 버의 형성을 방지하기 위해 12~15kg의 압력을 시도해 보세요

버는 관련되지만 별개의 문제입니다. 슬러지는 금속이 다시 응고되는 현상인 반면, 버는 부적절한 설정으로 레이저 금속 절단 시 과도하게 남은 잔여 물질 입자가 형성되는 것입니다. HG Laser 설명하듯이, 가스 순도는 매우 중요한 역할을 합니다. 실린더를 두 번 재충전한 후에는 가스 순도가 저하되고 절단 품질이 떨어집니다. 항상 고순도 가스를 사용하고 공급업체의 품질 기준을 확인해야 합니다.

• 문제: 스테인리스강 절단면의 버
  원인: 산화를 방지하고 잔해를 제거하기에 충분하지 않은 가스 압력
  해결책: 12~15kg의 압력으로 질소 가스로 전환; 질소는 불활성 특성을 통해 산화를 방지하면서도 강력한 잔해 제거를 가능하게 함
• 문제: 장시간 절단 작업 후에 버(burr) 발생
  원인: 열 드리프트로 인한 초점 위치 변화 또는 장시간 운전으로 인한 기계 불안정
  해결책: 기계가 휴식하고 냉각되도록 한 후, 초점 위치를 재보정; 노즐의 마모 또는 손상을 점검

얇은 강판에서의 열 왜곡 방지

휘어짐(warping)은 사후에 수정하기 가장 어려운 결함 중 하나이며, 관련 물리 원리를 이해할 경우 가장 예방이 쉬운 결함이기도 합니다. According to Reger Laser 레이저 가공에서 부품 왜곡은 생산성의 침묵적인 파괴자입니다. 정밀한 설계와 정밀 장비로 완벽한 부품을 절단했음에도 불구하고, 결과물이 휘거나 굽어 나오는 현상이 발생합니다.

이러한 현상이 발생합니다: 고출력 레이저 빔이 금속을 절단할 때 매우 좁은 영역에 극심한 열이 발생합니다. 레이저가 이동하면서 주변 금속은 급격한 가열과 냉각 사이클을 겪게 되고, 이러한 불균형한 열 분포로 인해 팽창과 수축의 정도가 달라지게 됩니다. 그리고 절단 후 잔류 응력이 해소될 때, 부품은 형태를 변화시켜 스스로 응력을 완화하게 됩니다.

재료가 얇을수록, 기하학적 구조가 복잡할수록 이러한 영향은 더욱 두드러집니다. 금속 시트를 성공적으로 절단하기 위한 도구는 공정 전반에 걸쳐 열 관리를 반드시 고려해야 합니다.

• 문제: 절단 중 또는 절단 직후 얇은 시트의 휨 현상
  원인: 특정 지역에서의 집중적인 절단으로 인한 과도한 열 축적
  해결책: 전략적인 절단 순서를 적용하세요—다양한 시트 영역을 번갈아 절단하여 열이 방출될 시간을 확보하고, 한 지역의 모든 절단을 완료하기 전에 다른 지역으로 이동하는 것을 피하십시오
• 문제: 완전히 절단되기 전에 작은 정밀 부품의 변형
  원인: 부품이 주변 재료와 너무 일찍 분리되어 열 응력으로 인해 변형됨
  해결책: 마이크로 탭을 사용하여 절단이 완료될 때까지 부품이 스켈레톤에 연결되도록 유지; 주변 재료가 열 흡수체 역할을 함
• 문제: 긴 막대형 부품이 길이 방향으로 휨
  원인: 순차적 절단으로 인해 시작점에서 종료점까지 열 기울기가 발생함
  해결책: 중심에서 바깥쪽으로 번갈아 가며 절단; 단위 길이당 열 입력을 최소화하기 위해 출력을 약간 낮추고 속도를 높임

절단 순서 최적화는 왜곡을 최소화하는 데 있어 가장 강력한 도구이며, 도입 비용이 전혀 들지 않는다. 네스트 상의 배열 순서대로 절단하는 대신, 시트 전체에 걸쳐 열이 균일하게 분포되도록 절단 경로를 프로그래밍하라. 한 부분을 절단하면서 다른 부분이 식히도록 한 후, 이후에 인접한 특징들을 완성하기 위해 돌아와 절단을 계속하라.

거친 표면 및 줄무늬 모양의 가장자리 문제 해결

레이저 절단 공정에서 금속 시트를 가공할 때 가시적인 선, 과도한 거칠기 또는 불균일한 마감면이 발생하는 경우, 일반적으로 파라미터 불일치나 장비 상태에 기인합니다.

• 문제: 명확한 줄무늬(절단 방향에 수직인 선)
  원인: 절단 속도가 출력과 맞지 않음 — 조건에 비해 너무 빠르거나 느림
  해결책: 줄무늬가 절단 상단을 향해 기울어져 있으면 속도가 너무 빠른 것이며, 하단을 향해 기울어져 있으면 속도가 너무 느린 것입니다. 줄무늬가 최소화될 때까지 점진적으로 조정하십시오.
• 문제: 시트 전체에서 일정하지 않은 거친, 고르지 못한 가장자리 품질
  원인: 초점 위치가 잘못되었거나 변동됨; 재료의 평탄도 변화
  해결책: 초점 위치를 다시 보정하고; 재료가 들린 부분 없이 평평하게 놓여 있는지 확인하며; 가스 흐름 균일성에 영향을 줄 수 있는 노즐 손상 여부를 점검하십시오.
• 문제: 절단 가장자리 하단에 슬래그가 붙어 있음
  원인: 절단 속도가 너무 빠름 — 작업물이 제때 절단되지 않아 경사선 및 잔해 생성
  해결책: 와이어 절단 속도를 낮추고; 두께가 요구할 경우 출력을 증가시키십시오

레이저 절단은 소수의 파라미터 변화가 측정 가능한 품질 차이를 만드는 정밀 공정임을 기억하세요. 문제 해결 시에는 한 번에 하나의 변수만 조정하고 결과를 기록하십시오. 이러한 체계적인 접근 방식을 통해 여러 가지 변경 사항을 동시에 적용하여 해결책을 모호하게 만드는 대신, 구체적인 원인을 파악하는 데 도움이 됩니다.

결함을 식별하고 수정하면 일관되게 고품질의 부품을 생산할 수 있습니다. 그러나 레이저 절단이 강판 가공을 위한 유일한 선택지는 아닙니다. 대체 방법을 사용하는 것이 더 적합한 경우를 이해함으로써 각 프로젝트의 요구사항에 가장 최적화된 공법을 선택할 수 있습니다.

레이저 절단 대 플라즈마, 수압 절단 및 기계 가공 방식

레이저 절단은 강판 가공에서 뛰어난 정밀도를 제공하지만, 항상 최선의 선택일까요? 레이저 기술이 플라즈마, 워터젯, 기계식 전단과 어떻게 비교되는지 이해하면 각 프로젝트의 특정 요구사항에 맞는 최적의 절단 방식을 선택하는 데 도움이 됩니다. 때때로 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 레이저는 오히려 레이저가 아닐 수도 있습니다.

3ERP에 따르면, 각 절단 기술은 고유한 강점과 적합한 응용 분야를 가지고 있습니다. 선택은 재료 두께, 요구되는 공차, 엣지 품질 요구사항 및 예산 제약 조건에 따라 달라집니다. 생산 결정에 가장 중요한 기준들을 중심으로 이러한 강재 절단 서비스들이 어떻게 비교되는지 살펴보겠습니다.

강판 가공을 위한 레이저와 플라즈마

금속을 빠르고 정밀하게 레이저 절단해야 할 때, 얇은 소재 가공은 파이버 레이저가 주도합니다. 그러나 두께가 증가하고 예산이 제한될 경우 플라즈마 절단이 대안으로 고려됩니다. 각 기술이 어디서 우수한 성능을 발휘하는지 이해함으로써 작업에 맞는 올바른 도구를 선택할 수 있습니다.

플라즈마 절단은 전기적으로 전도성인 금속을 녹여내기 위해 20,000°C를 초과하는 온도로 가열된 이온화된 가스를 고속으로 분사하는 방식입니다. Wurth Machinery에 따르면, 1/2인치 이상 두꺼운 강철 판을 절단할 때 플라즈마 절단이 명확한 승자가 되며, 두꺼운 재료 처리에서 속도와 비용 효율성의 최적 조합을 제공합니다.

여기서 장단점의 균형이 명확히 드러납니다. 외과 수술처럼 정밀하게 금속을 절단하는 레이저는 약 0.4mm 정도의 컷팅 폭(kerf width)을 생성합니다. 반면 플라즈마는 약 3.8mm로, 거의 10배 가량 더 넓은 폭을 가집니다. 이러한 차이는 직결하여 재료 활용률과 부품 허용오차에 영향을 미칩니다. 복잡한 형상, 작은 구멍 또는 정밀한 맞춤 조립이 필요한 경우, 플라즈마 방식으로는 필요한 정확도를 제공하기 어렵습니다.

간단한 요구사항을 가진 작업장의 경우 비용 측면에서 플라즈마 방식이 유리합니다. 산소 공급 회사 플라즈마 절단 테이블과 절단 메커니즘은 레이저 시스템보다 훨씬 저렴하다고 지적합니다. 정밀한 정밀도가 필요 없고 단순히 금속을 절단하기만 하는 제조업체의 경우, 플라즈마 방식은 매력적인 도입 옵션을 제공합니다.

가공 품질은 또 다른 중요한 차이점을 보여줍니다. 레이저 절단된 시트 금속은 매끄럽고 종종 버가 없어 즉시 사용하거나 용접할 수 있는 상태로 나옵니다. 반면 플라즈마 절단 가장자리는 더 거칠며 열영향부위(HAZ)가 뚜렷하게 나타나며, 일반적으로 후속 공정 전에 추가적인 연마 또는 마감 처리가 필요합니다. 작업 공정에서 즉시 용접 가능한 상태나 도장 표면이 요구될 경우, 레이저 절단의 깨끗한 가장자리는 비용이 드는 2차 가공을 제거해 줍니다.

워터젯 또는 전단 가공이 더 적합한 경우

일부 응용 분야에서는 레이저나 플라즈마 모두 제공하지 못하는 성능이 요구됩니다. 워터젯 절단과 기계적 전단은 각각 열 절단 방식보다 우수한 특정한 용도의 영역에서 활용됩니다.

워터제트 절단: 고압수(일반적으로 30,000~90,000psi)에 마모성 입자를 혼합하여 거의 모든 재료를 절단하는 방식입니다. 핵심 장점은 바로 열이 전혀 발생하지 않는다는 점입니다. 3ERP에 따르면, 워터젯 장비는 열영향부위(HAZ)를 생성하지 않기 때문에 융점이 낮은 금속이나 열 변형이 허용되지 않는 응용 분야에 이상적입니다.

다음과 같은 가공을 고려할 때 수류절단(waterjet)을 검토하십시오:

• 열 절단 시 변형될 수 있는 열에 민감한 재료
• 레이저로는 처리하기 어려운 두꺼운 재료 — 수류절단은 모든 두께를 처리 가능
• 석재, 유리 또는 복합재를 포함하는 다양한 재료 어셈블리
• 절단면에서 어떠한 금속조직 변화도 허용하지 않는 응용 분야

단점은 무엇인가? 속도와 비용. Wurth Machinery의 시험 결과에 따르면 1인치 강철을 수류절단할 경우 플라즈마 절단보다 3~4배 느리며, 절단길이 1피트당 운영 비용은 약 두 배 정도 높습니다. 또한 청소 작업이 번거롭습니다 — 물과 연마재의 조합으로 인해 레이저 절단보다 훨씬 많은 폐기물이 발생합니다. 대량의 철판 생산에서는 수류절단의 다목적성이 느린 처리 속도를 정당화하기 어렵습니다.

기계식 전단: 판금의 직선 절단의 경우, 전단 공정(shearing)만큼 속도와 간편함을 뛰어난 방법은 없습니다. 이 수백 년 된 기술은 소모품 없이 반대 방향으로 움직이는 블레이드를 사용하여 재료를 분리합니다 — 가스, 전기(기계 구동 외), 교체용 연마재 등이 필요 없습니다.

부품에 직선 에지와 단순한 직사각형 형상만 필요하다면 전단 가공이 가장 적합합니다. 전단기는 열 절단이나 연마 방식보다 훨씬 빠르게 수초 만에 강판의 다수 적층을 연속 절단할 수 있으며, 직선 절단 작업에서 비할 데 없이 효율적입니다.

단점은 무엇일까요? 바로 형상입니다. 곡선, 구멍, 노치, 또는 비선형 형상을 필요로 하는 순간 전단 가공은 더 이상 사용할 수 없습니다. 이 기술은 하나의 작업을 매우 뛰어나게 수행하지만 직선 절단 외에는 전혀 유연성이 없습니다.

매개변수	레이저 절단	플라스마 절단	워터제트 절단	기계식 가위
두께 범위	최대 25mm(파이버)	3mm에서 150mm 이상	무제한	일반적으로 최대 25mm
에지 품질	우수함, 최소한의 버	중간 수준, 거친 에지	매우 우수, HAZ 없음	깨끗한 전단, 약간의 변형
열영향구역	작고 국지적임	크고 더 두드러짐	없음	없음
절단 속도 (얇은 두께)	매우 빠름	빠른	중간	매우 빠름(직선 절단 한정)
절단 속도 (두꺼운 두께)	중간	빠른	느림	빠름(직선 절단 한정)
커프 너비	~0.4mm	~3.8mm	~0.6mm	해당 없음(재료 제거 없음)
운영 비용	낮은	낮은	높은	매우 낮음
설비 비용	높은	낮은	높은	중간
기하학적 가공 능력	복잡한 형상, 작은 특징	간단에서 보통 수준의 형상	복잡한 형태	직선 절단만 가능
재료 범위	광범위함(금속, 일부 비금속)	전도성 금속만 가능	모든 재료	연성 시트 금속

요구 사항에 맞는 기술 선택

어떤 방식을 선택해야 할까요? 정답은 무엇을 절단하려는지와 그 부품이 이후 어떻게 사용될지에 전적으로 달려 있습니다.

다음과 같은 경우 레이저 절단 강판을 선택하십시오.

• 부품에 정밀한 허용오차가 필요할 때(±0.005인치 달성 가능)
• 작은 구멍, 복잡한 패턴 또는 미세한 디테일을 포함하는 형상일 때
• 에지 품질이 즉시 용접 또는 도장이 가능해야 할 때
• 재료 두께가 25mm 미만일 때
• 생산량이 장비 투자를 정당화할 때

플라즈마를 선택해야 할 때:

• 재료 두께가 1/2인치를 초과하고 정밀도 요구 사항이 보통 수준일 때
• 예산 제약으로 인해 장비 투자가 제한됨
• 넓은 허용오차를 가진 단순한 형상이 요구 사항을 충족할 때
• 두꺼운 판재에서의 작업 속도가 에지 마감보다 더 중요할 때

다음과 같은 경우 워터젯을 선택하세요.

• 열 왜곡이 절대적으로 허용되지 않을 때
• 재료가 매우 두꺼우거나 열에 민감함
• 강철과 함께 비금속 재료 가공
• 절단면에서의 금속학적 완전성이 중요함

다음과 같은 경우 전단 가공을 선택하세요:

• 직선 절단만 필요함
• 간단한 블랭크에서 최대 처리량이 가장 중요함
• 소모품 비용을 최소화하는 것이 우선 순위임

많은 성공적인 금속 절단 서비스 업체들은 고객의 다양한 요구를 충족하기 위해 여러 기술을 병행 운영합니다. 가장 흔한 작업을 처리할 수 있는 시스템부터 시작하여 생산량 증가에 따라 보완적인 기능을 추가하면, 다양한 프로젝트에 유연하게 대응하면서 각 응용 분야에 맞춰 비용을 최적화할 수 있습니다.

이러한 기술 간의 장단점을 이해하는 것은 장비 구매를 검토하거나 프로젝트를 위한 외부 금속 절단 서비스를 선정할 때, 정보에 기반한 조달 결정을 내릴 수 있도록 해줍니다. 다음 고려 사항은 무엇일까요? 정확한 예산 수립과 견적서 평가를 위해 비용 산정 요인을 이해하는 것입니다.

비용 요인 및 레이저 절단 서비스 조달

기술과 품질 기준을 이해하셨으니 이제 비용에 대해 이야기해 봅시다. 금속 레이저 절단 서비스를 조달하든 장비 구매를 검토하든, 비용을 결정하는 요소를 이해하면 정확한 예산 수립, 효과적인 협상 및 더 현명한 조달 결정이 가능해집니다. 가장 중요한 통찰은 무엇일까요? 재료 면적이 아니라 기계 가동 시간이 핵심이라는 점입니다.

Fortune Laser에 따르면 많은 사람들이 잘못된 질문으로 견적을 산출합니다. "제곱피트당 가격이 얼마인가요?" 동일한 시트 재료로 제작된 단순한 부품과 복잡한 부품의 가격은 크게 다를 수 있는데, 그 이유는 크기가 아니라 복잡도가 레이저 가동 시간을 결정하기 때문입니다. 지금부터 귀하의 비용이 정확히 어디에 지출되는지 살펴보겠습니다.

레이저 절단 비용을 결정하는 요소 이해하기

모든 레이저 절단 견적은 다섯 가지 핵심 요소를 균형 있게 반영하는 기본 공식으로 거슬러 올라갑니다. 이 구조를 이해함으로써 품질을 희생하지 않으면서도 비용을 절감할 수 있는 기회를 발견할 수 있습니다.

최종 가격 = (자재비 + 변동비 + 고정비) × (1 + 이윤 마진)

재료의 종류 및 두께: 이 부분은 간단합니다—순수한 철강 원자재 비용에 폐기물 비용을 더하는 것입니다. 하지만 숨겨진 요소가 하나 있습니다: 재료 두께는 단지 재료 가격에만 영향을 주는 것이 아닙니다. Fortune Laser에 따르면, 재료 두께를 두 배로 늘리면 레이저가 깔끔하게 관통하기 위해 훨씬 느리게 움직여야 하므로 절단 시간과 비용이 두 배 이상 증가할 수 있습니다. 따라서 원자재 가격을 고려하기 전에도, 16게이지 시트보다 1/4인치 판재를 가공하는 데 훨씬 더 많은 비용이 듭니다.

절단 복잡성 및 총 절단 길이: 장비 가동 시간은 고객이 지불하는 주요 서비스입니다. 레이저가 이동하는 모든 인치가 비용을 추가하지만, 단지 거리의 문제만은 아닙니다. 천공 횟수(pierce count)가 매우 중요합니다. 레이저가 새로운 절단을 시작할 때마다 먼저 재료를 관통해야 하기 때문입니다. 100개의 작은 구멍이 있는 설계는 누적된 천공 시간 때문에 하나의 큰 커팅보다 더 비쌀 수 있습니다. 조잡한 곡선을 가진 복잡한 형상은 기계가 속도를 줄이도록 강제하여 가공 시간을 더욱 늘립니다.

수량 및 설치 요구사항: 대부분의 CNC 레이저 절단 서비스는 재료 장착, 장비 캘리브레이션 및 설계 파일 준비를 위한 설정 수수료를 부과합니다. 이러한 고정 비용은 주문한 부품 전체에 분산되므로, 수량이 증가할수록 개별 부품당 가격이 크게 낮아집니다. Fortune Laser 대량 주문 시 단일 부품 가격 대비 최대 70%까지 할인받을 수 있습니다.

2차 가공: 맞춤형 레이저 절단은 제조 공정에서 종종 한 단계에 불과합니다. 벤딩, 태핑, 하드웨어 삽입, 분체도장 등 추가 작업마다 별도의 비용이 발생합니다. 맞춤 금속 레이저 절단 견적을 평가할 때, 모든 필요한 공정이 세부적으로 명시되어 있는지 확인하여 완전한 비용 기준으로 비교해야 합니다.

자체 절단 vs 외주 결정

제조업에서 흔히 하는 질문입니다: 장비를 구매해야 할까, 아니면 외주를 계속 맡겨야 할까? Arcus CNC 에 따르면, 외주 레이저 부품에 연간 2만 달러 이상을 지출하고 있다면, 실질적으로 장비를 구입하는 비용을 지불하고 있는 셈입니다. 다만 소유하고 있지 않을 뿐이죠.

실제 사례를 고려해 보세요: 월간 2,000장의 철강판을 사용하고 각 부품당 $6.00씩 외주 절단에 연간 $144,000를 지불하는 제조업체가 있습니다. 같은 작업을 내부 설비로 수행하면 연간 약 $54,120만으로, 거의 $90,000를 절약할 수 있으며, $50,000짜리 장비는 불과 6개월 이상 만에 투자 회수를 달성할 수 있습니다.

그러나 비용 계산만으로는 전체 상황을 설명할 수 없습니다. 내부 절단은 비용 절감 이상의 이점을 제공합니다:

• 속도: 프로토타입 제작 소요 시간이 수 주에서 수 분으로 단축됩니다. 기계로 걸어가 부품을 절단하고 즉시 시험할 수 있습니다
• IP 보호: 귀하의 CAD 파일이 결코 시설 외부로 나가지 않습니다
• 재고 축소: 대량 구매 할인을 받기 위해 대량 주문하는 대신, 이번 주에 필요한 정확한 양만 절단할 수 있습니다

그러나 항상 내부 처리가 최선의 해법은 아닙니다. 외주 부품에 월간 $1,500~$2,000 미만을 지출한다면, 투자 수익률(ROI) 측면에서 매력적이지 않을 수 있습니다. 일부 현명한 제조업체들은 하이브리드 방식을 사용하는데, 일상 작업의 90%는 내부에서 처리하면서 특수 두께의 판재나 특수 소재 가공 작업은 전문 업체에 외주를 맡깁니다.

레이저 절단 서비스 제공업체 평가

자신의 위치 근처에서 레이저 절단 서비스를 검색할 때, 모든 제공업체가 동일한 가치를 제공하는 것은 아닙니다. Steelway 레이저 절단은 적절한 파트너십을 형성하기 위해서는 가장 낮은 견적을 넘어서 살펴봐야 한다고 강조합니다. 다음은 반드시 질문해야 할 핵심 항목들입니다.

• 어떤 재료와 두께를 처리할 수 있습니까? 귀하의 특정 강종을 요구되는 두께로 최적의 결과와 함께 가공할 수 있는지 확인하세요
• 보통 납기 시간은 얼마나 되나요? 파일 수령부터 출하까지의 리드 타임을 이해하고, 급행 옵션이 존재하는지 여부를 확인하세요
• 어떤 레이저 기술을 사용합니까? 광섬유(Fiber)와 CO2는 서로 다른 소재에 대해 절단면 품질과 가격에 영향을 미칩니다
• 제조성 설계(Design for Manufacturability) 피드백을 제공합니까? 현지 업체들은 종종 비용을 크게 절감할 수 있는 무료 DFM 조언을 제공하지만, 온라인 자동화 서비스는 일반적으로 추가 요금을 부과합니다
• 귀사의 견적에는 무엇이 포함되어 있습니까? 견적 가격이 파일 준비, 재료비, 모든 절단 작업 및 운송비를 포함하는지 명확히 하세요
• 2차 가공 작업도 처리할 수 있습니까? 한 지붕 아래 벤딩, 분체 도장, 하드웨어 삽입을 모두 수행함으로써 공급망이 단순화됩니다
• 귀사의 품질 인증은 무엇입니까? 자동차 또는 항공우주 응용 분야의 경우 IATF 16949 또는 AS9100과 같은 인증이 의무일 수 있습니다

온라인 견적 플랫폼은 빠르기에서 비교할 수 없는 장점을 제공합니다. CAD 파일을 업로드하면 즉시 가격을 확인할 수 있으므로, 신속한 예산 검토나 급속 프로토타이핑이 필요한 엔지니어에게 이상적입니다. 그러나 자동화 시스템은 중복 선과 같은 비용 소모적인 설계 오류를 포착하지 못하며, 전문가의 조언은 보통 추가 비용이 발생합니다. 반면 '내 주변 전통 레이저 절단 서비스'는 견적 소요 시간이 더 길지만 종종 총비용을 절감할 수 있는 유용한 최적화 제안을 제공하는 경우가 많습니다

결론은? 단일 프로토타입 제작이든 지속적인 양산이든, 레이저 절단 서비스를 평가할 때는 개별 견적 금액보다 총 소유 비용(TCO)에 주목해야 합니다. 납기 시간의 영향, 품질 일관성, 후속 공정 필요성 및 기술 지원의 가치를 반드시 고려하세요. 부품당 가장 낮은 가격을 제시하는 업체가 전체 프로젝트 비용을 최소화해 주는 경우는 거의 없습니다.

성공적인 철강 레이저 절단 프로젝트를 위한 최적화 전략

기술을 완벽히 익혔고, 비용 요인을 이해하며 결함 해결 방법도 배웠지만, 레이저 절단 및 가공에서의 성공은 결국 강판이 절단 베드에 닿기 훨씬 이전에 이루어지는 현명한 설계 결정에 달려 있습니다. 제조를 위한 설계(DFM) 원칙은 양호한 부품을 탁월한 부품으로 탈바꿈시키며 생산 비용을 크게 줄이고 하류 공정의 문제를 사전에 제거합니다.

Komaspec에 따르면 일반적인 도면을 검토할 때 레이저 절단 부품은 매우 단순해 보일 수 있지만, 부적절한 설계용이성(DFM) 접근 방식은 비용 증가와 품질 문제를 초래합니다. 핵심 문제는 무엇일까요? 일반 엔지니어의 관점에서 중요한 공정 고려사항에 대한 지식 부족입니다. 아마추어 수준의 설계와 양산 준비 완료된 수준의 우수성을 나누는 설계 최적화 전략을 살펴보며 이를 해결해 봅시다.

레이저 절단 강철 부품을 위한 설계 최적화

특정 규칙에 들어가기 전에 기본적인 질문을 해보세요: 귀하의 부품이 실제로 레이저 절단에 적합한가요? Komaspec의 엔지니어링 가이드라인에 따르면, 특정 특성을 가진 부품은 금속 가공용 레이저 절단의 최적 범위를 벗어나게 됩니다.

• 두께 제한: 두께가 25mm(~1인치) 이상인 부품은 거친 마감면, 과도한 가공 시간 또는 열 변형을 일으킬 수 있으므로 두꺼운 판재에는 대체 방법을 고려하세요
• 최소 두께: 0.5mm 미만의 재료는 가공 중 부품 이동이나 변형으로 인해 정확하게 절단되지 않을 수 있습니다
• 복잡한 3D 특징: 베젤, 단차, 그리고 Chamfer는 레이저 시트 금속 절단 장비가 직선 에지를 잘라내기 때문에 추가 가공이 필요합니다

레이저 절단이 귀하의 응용 분야에 적합한지 확인한 후에는 설계를 최적화하기 위해 다음 DFM 최적화 원칙을 적용하세요:

• 절단 폭(kerf width)을 고려하세요: 서로 맞물려 조립되는 다수의 레이저 절단 부품으로 어셈블리를 설계할 때 내부 부품에는 절단 폭(Kerf)의 절반을 더하고 외부 부품에는 절반을 빼야 합니다. 이를 보정하지 않으면 간섭 조립이나 과도한 틈새가 발생합니다
• 홀 크기 규칙: 최소 홀 지름은 일반적으로 시트 두께 이상이어야 하며, 절대 최소값은 시트 두께의 절반입니다. 이 기준 이하에서는 천공 지점으로 인해 공차 범위를 벗어난 홀이 생기고, 2차 드릴링 작업이 필요하게 됩니다
• 코너 반경이 중요합니다: 날카로운 코너는 레이저 헤드가 감속하도록 강제하여 절단 시간을 늘리고, 덩어리형 슬래그(dross) 축적으로 인해 과열(over-burn)이 발생할 수 있습니다. 최소 반경은 R0.2mm이지만, 더 큰 반경은 비용 절감과 품질 향상으로 직접적으로 연결됩니다
• 특징을 단순화하세요: 모든 구멍, 홈, 그리고 윤곽은 절단 및 가공 시간을 증가시킵니다. 세부 특징이 적은 부품은 더 빠르게 가공되며 비용도 절감됩니다. 기능적으로 필요하지 않은 형상은 모두 제거하세요.
• 탭 및 슬롯 설계: 자가 정위치 조립 구조를 설계할 때는 컷팅 시 발생하는 커프(kerf)를 고려하여 탭(tab)을 슬롯보다 약간 좁게 설계하고, 용접 또는 체결 시 부드러운 맞춤이 이루어지도록 하세요.
• 테이퍼(taper) 효과를 고려하세요: 15mm 이상 두께의 강판에서는 레이저 절단 시 상단과 하단 사이에 측정 가능한 테이퍼가 발생합니다. 프레스 핏(press-fit) 적용 부품이나 정밀 조립 부품의 경우 이 점이 특히 중요합니다.

나사 가공은 레이저 절단 중에 수행할 수 없으므로 특별한 주의가 필요합니다. 모든 나사 구멍은 태핑(tapping) 공정을 고려해 구멍 지름이 최소 레이저 절단 한계 이상이어야 합니다. 마찬가지로 연마된 모서리나 특정 표면 마감은 2차 공정이 필요하며, 정확한 견적 산출을 위해 도면에 이러한 요구사항을 명확히 표기해야 합니다.

프로토타입에서 양산 품질까지

스마트 제조업체가 경쟁 우위를 확보하는 핵심은 바로 여기에 있습니다: 생산용 금형이나 대량 생산에 투자하기 전에 신속한 프로토타이핑을 통해 설계를 검증할 수 있습니다. 강판 레이저 절단기는 수 주가 아닌 몇 시간 만에 기능성 프로토타입을 제작하여, 3D 프린팅된 유사 부품이 아닌 실제 강철 부품으로 맞춤성, 형태, 기능을 테스트할 수 있게 해줍니다.

포노코(Ponoko)에 따르면, 현대적인 레이저 금속 절단 서비스는 ±0.003인치(0.08mm)의 치수 정확도로 당일 맞춤 부품을 제공합니다. 이러한 속도는 개발 사이클을 혁신적으로 단축시킵니다. 월요일에 설계 문제를 파악하고, 화요일에 수정하며, 수요일에는 수정된 프로토타입을 손에 쥘 수 있습니다. 기존 가공 방식에서는 금형 변경에 수 주가 소요되는 것과 비교하면 큰 차이입니다.

프로토타입 제작 단계에서는 화면상으로는 보이지 않는 양산성 문제들도 드러납니다. 세련된 곡선 슬롯처럼 보이는 부분이 열이 과도하게 집중되어 휨 현상을 일으킬 수 있고, 서로 가깝게 배치된 구멍들은 절단 부위 사이의 구조적 강도를 약화시킬 수 있습니다. 실물 프로토타입은 이러한 문제들이 고가의 양산 결함으로 이어지기 전에 이를 발견하게 해줍니다.

레이저 절단 부품이 기존 제조 공정 전반에 어떻게 통합되는지를 고려해야 합니다. 대부분의 강철 부품은 고립되어 존재하지 않으며, 스탬핑된 섀시 부품, 벤딩 브래킷, 용접 조립체 또는 가공 인터페이스 등과 연결됩니다. 금속 시트용 레이저 커터는 판재를 절단하지만, 이후 공정들이 최종 기능을 결정짓습니다.

제조 파트너를 선정할 때 이러한 통합 관점은 중요합니다. 레이저 절단만을 담당하는 공급업체의 경우 여러 업체를 별도로 조율해야 하며, 시설 간 물류를 관리하고 각 공정 사이에서 발생할 수 있는 부품 맞춤 문제에 대한 책임을 지게 됩니다. 반면 절단, 스탬핑, 벤딩, 용접 공정을 하나의 시설 내에서 통합하여 수행하는 제조업체는 이러한 조정 문제를 완전히 없애줍니다.

스탬핑된 섀시 및 서스펜션 부품과 인터페이스되어야 하는 자동차용 레이저 절단 강철 부품의 경우, 인증이 매우 중요해집니다. 예를 들어 샤오이 (닝보) 금속 기술 와 같은 제조업체는 자동차 품질 시스템을 위해 특별히 IATF 16949 인증을 보유하고 있어 설계자 최적화(DFM) 검토부터 최종 검사까지 일관된 공정을 보장합니다. 또한 5일 만에 가능한 신속한 프로토타입 제작과 12시간 이내 견적 회신이 가능하여 개발 기간을 단축시키는 빠른 반복 주기를 실현할 수 있습니다.

생산 런을 위한 잠재적 파트너를 평가할 때 절단 능력 이상을 고려하여 포괄적인 DFM 지원을 평가하십시오. 최고의 제조업체는 귀하의 설계를 능동적으로 검토하며, 품질을 향상시키고 비용을 절감할 수 있는 수정 사항을 제안합니다. 이러한 협업은 공급업체 관계를 단순한 거래 상대에서 귀하의 성공에 적극 투자하는 전략적 파트너로 전환시킵니다.

레이저 절단 프로젝트는 설계 최적화, 신속한 검증 및 통합 제조가 함께 작동할 때 성공합니다. 공정 역량을 고려하는 DFM 원칙부터 시작하십시오. 초기 단계에서 문제를 조기에 발견하기 위해 공격적으로 시제품을 제작하십시오. 레이저 절단 부품이 전체 어셈블리 내에서 어떻게 적용되는지를 이해하는 제조업체와 협력하십시오. 이러한 체계적인 접근 방식은 비용과 리드타임을 최소화하면서 완벽하게 기능하는 부품을 제공하며, 이것이 바로 제조 우수성의 진정한 정의입니다.

강판 레이저 절단에 대한 자주 묻는 질문

1. 철판을 레이저로 절단할 수 있습니까?

예, 레이저 절단은 철강판 가공에서 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 섬유 레이저와 CO2 레이저 모두 연강, 스테인리스강 및 다양한 합금 등급을 뛰어난 정밀도로 절단할 수 있습니다. 섬유 레이저는 최대 25mm 두께의 얇은 철강판 절단에 특히 우수하며, ±0.005인치의 공차를 달성하고 깨끗하고 버가 없는 가장자리를 제공합니다. 이 공정은 집중된 열 에너지를 사용하여 프로그래밍된 경로를 따라 강철을 녹이거나 기화시키므로, 기계적 절단으로는 달성할 수 없는 복잡한 형상, 작은 구멍 및 정교한 패턴에 이상적입니다.

2. 강재 레이저 절단 비용은 얼마인가요?

레이저 절단 비용은 재료 두께, 절단 복잡성, 총 절단 길이 및 수량에 따라 달라집니다. 설정 비용은 일반적으로 건당 15~30달러 정도이며, 추가 작업에 대한 인건비는 시간당 약 60달러입니다. 기계 가동 시간이 대부분의 비용을 결정하며, 재료 두께가 두 배가 되면 처리 시간이 두 배 이상 소요될 수 있습니다. 대량 주문의 경우 최대 70%까지 할인 혜택을 받을 수 있습니다. 외주 절단에 연간 20,000달러 이상을 지출하는 제조업체의 경우, 내부 설비를 도입하면 종종 더 나은 투자수익률(ROI)을 얻을 수 있으며, 투자 회수 기간이 최소 6개월로 단축될 수도 있습니다.

레이저 절단기가 처리할 수 있는 강철의 최대 두께는 얼마인가요?

최신의 파이버 레이저는 최대 25mm 두께의 강철을 효과적으로 가공할 수 있으며, CO2 레이저는 적절한 조건에서 40mm 이상 두께도 처리할 수 있습니다. 출력 용량은 최대 절단 두께를 결정하며, 1000W 장비는 최대 5mm의 스테인리스강을 절단할 수 있고, 2000W는 8~10mm를 처리하며, 3000W 이상 시스템은 품질 요구사항에 따라 12~20mm 두께를 가공할 수 있습니다. 더 두꺼운 재료의 경우, CO2 레이저는 긴 파장 덕분에 단면 전체에 열을 더 고르게 분포시켜 매끄러운 절단면 품질을 제공하는 경우가 많습니다.

4. 강재 절단 시 산소와 질소 보조 가스의 차이는 무엇입니까?

산소는 연강의 절단 속도를 최대 30%까지 가속화하는 발열 반응을 유발하지만, 도장이나 용접 전 추가 후처리가 필요한 어두운 산화된 가장자리를 남깁니다. 질소는 산화 없이 깨끗하고 밝은, 즉시 용접 가능한 가장자리를 만들어내지만 더 높은 압력(2바 대비 22~30바)을 필요로 하며 가스 소비량이 4~12배 더 많습니다. 가장자리가 도장되거나 숨겨지는 구조용 강재에는 산소를 선택하고, 스테인리스강, 알루미늄 또는 즉시 후속 공정이 필요한 모든 응용 분야에는 질소를 선택하십시오.

5. 레이저 커터로 절단할 수 없는 재료는 무엇입니까?

레이저 커팅기는 PVC, 폴리카보네이트(Lexan), 폴리스티렌 또는 염소를 포함하는 소재를 안전하게 가공할 수 없으며, 이러한 소재는 가열 시 유독한 가스를 방출합니다. 구리 및 황동과 같은 고반사성 금속은 CO2 레이저가 반사되어 광학 장치를 손상시킬 수 있으므로 특정 파장을 갖춘 파이버 레이저가 필요합니다. 조성에 불균일하거나 이물질이 포함된 소재는 예측할 수 없는 결과를 초래할 수 있습니다. 특히 강철 절단의 경우, 두꺼운 스케일이 있는 열간압연 재료는 일정한 품질을 확보하기 위해 디스케일링이나 가공 조건 조정이 필요할 수 있습니다.