산업 현장에서 파이버 레이저 절단 기술이 적용된 지는 불과 몇 년밖에 되지 않았지만, 많은 기업들이 파이버 레이저의 장점을 인식하고 있습니다. 절단 기술이 지속적으로 발전함에 따라 파이버 레이저 절단은 업계에서 가장 앞선 기술 중 하나로 자리매김했습니다. 2014년에는 파이버 레이저가 레이저 소스 시장에서 CO2 레이저를 제치고 가장 큰 점유율을 차지했습니다.
플라즈마, 화염, 레이저 절단 기술은 여러 열에너지 절단 방식에 공통적으로 사용되는데, 특히 레이저 절단은 미세한 형상이나 직경 대 두께 비율이 1:1 미만인 구멍 절단에 가장 높은 절단 효율을 제공합니다. 따라서 레이저 절단 기술은 정밀 절단에 가장 적합한 방식입니다.
파이버 레이저 절단은 이산화탄소 레이저 절단과 같은 절단 속도와 품질을 제공하면서도 유지 보수 및 운영 비용을 크게 절감할 수 있어 업계에서 많은 주목을 받고 있습니다.
파이버 레이저 절단의 장점
파이버 레이저는 사용자에게 가장 낮은 운영 비용, 최고의 빔 품질, 가장 낮은 전력 소비량 및 가장 낮은 유지 보수 비용을 제공합니다.
광섬유 절단 기술의 가장 중요하고도 큰 장점은 에너지 효율성입니다. 광섬유 레이저 절단 시스템은 완전한 솔리드 스테이트 디지털 모듈과 단일 설계로 이산화탄소 레이저 절단 시스템보다 높은 전기-광 변환 효율을 자랑합니다. 이산화탄소 절단 시스템의 경우, 단위 출력당 실제 사용률은 일반적으로 8~10% 정도입니다. 반면 광섬유 레이저 절단 시스템은 25~30%에 달하는 높은 에너지 효율을 기대할 수 있습니다. 즉, 광섬유 절단 시스템은 이산화탄소 절단 시스템보다 약 3~5배 적은 에너지를 소비하여 에너지 효율을 86% 이상 향상시킬 수 있습니다.
파이버 레이저는 짧은 파장 특성으로 인해 절단 재료에 대한 빔 흡수율이 높아 황동, 구리와 같은 재료는 물론 비전도성 재료까지 절단할 수 있습니다. 집중된 빔은 더 작은 초점과 더 깊은 초점 심도를 생성하므로 파이버 레이저는 얇은 재료를 빠르게 절단하고 중간 두께의 재료를 더욱 효율적으로 절단할 수 있습니다. 최대 6mm 두께의 재료를 절단할 때 1.5kW 파이버 레이저 절단 시스템의 절단 속도는 3kW CO2 레이저 절단 시스템의 절단 속도와 동일합니다. 파이버 레이저 절단은 기존 이산화탄소 레이저 절단 시스템보다 운영 비용이 저렴하므로 이는 생산량 증가와 비용 절감으로 이어집니다.
또한 유지보수 문제도 있습니다. 이산화탄소 가스 레이저 시스템은 정기적인 유지보수가 필요합니다. 미러는 유지보수 및 교정이 필요하고, 공진기도 정기적으로 점검해야 합니다. 반면, 파이버 레이저 절단 솔루션은 유지보수가 거의 필요하지 않습니다. 이산화탄소 레이저 절단 시스템은 레이저 가스로 이산화탄소를 사용합니다. 이산화탄소 가스의 순도가 높기 때문에 레이저 캐비티가 오염되어 정기적인 청소가 필요합니다. 수 킬로와트급 이산화탄소 시스템의 경우, 청소 비용은 연간 최소 2만 달러에 달합니다. 또한, 많은 이산화탄소 절단 시스템은 레이저 가스 공급을 위해 고속 축류 터빈을 사용하는데, 터빈 역시 유지보수 및 개보수가 필요합니다. 마지막으로, 이산화탄소 절단 시스템과 비교했을 때 파이버 레이저 절단 솔루션은 크기가 작고 환경에 미치는 영향이 적어 냉각이 덜 필요하고 에너지 소비가 크게 절감됩니다.
유지보수가 적고 에너지 효율이 높은 파이버 레이저 절단은 이산화탄소 레이저 절단 시스템보다 이산화탄소 배출량이 적어 환경 친화적입니다.
파이버 레이저는 레이저 광섬유 통신, 산업용 조선, 자동차 제조, 판금 가공, 레이저 조각, 의료 기기 등 광범위한 분야에 사용됩니다. 기술의 지속적인 발전과 함께 그 응용 분야는 계속해서 확대되고 있습니다.
파이버 레이저 절단기의 작동 원리 — 파이버 레이저 발광 원리