레이저 적용분야

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용접  Laser Welding


레이저는 스폿 용접, 전도(conduction)용접, 용입(penetration)용접, 하이브리드(hybrid)용접 등과 같은 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 레이저 용접은 고속의 용접 속도, 짧은 용접 싸이클, 작은 입열량, 작은 열영향부(HAZ), 최소한의 변형 등과 같은 장점이 있기 때문에 모든 산업분야에서 쓰이고 있습니다.


높은 연속파 출력을 갖고 있는 파이버 레이저의 좋은 빔 품질은 얕은 전도 모드 용접뿐만 아니라 깊은 용입 용접도 가능하게 합니다. 연속파 레이저를 모듈레이션시킴으로써 높은 첨두 출력(pick power)과 작은 입열량이 요구되는 분야 용으로 낮은 평균 출력 특성을 갖는 펄스 레이저가 제공되고 있습니다. 고출력 레이저에서 10kW까지의 높은 모듈레이션 주파수를 통해 펄스 적용 분야에서 매우 높은 작업 처리량이 가능합니다. 파이버 빔 전송은 기존의 용접 헤드, Galvo 헤드, 로봇을 이용한 원거리 용접 시스템에 장착해서 사용할 수 있어서 유연성이 좋습니다. 어떤 빔 전송이 채택되든지 간에 파이버 레이저는 견줄 나위 없는 성능을 냅니다.


면도칼 고속 용접 용 Galvo를 사용하는 빔 전송과 파이버 레이저의 펄스 기능을 이용하는 HDD 굴곡 등이 전형적인 스팟 용접입니다. 파이버 레이저는 아주 긴 초점 거리를 갖으며 작은 초점으로 빔을 모을 수 있읍니다. 그래서 파이버 레이저를 이용한 원거리 용접 기능이 크게 향상되었습니다. 1~2m에서의 원격 작업은 기존 로봇 시스템에 비해 작업영역을 다양화 할 수 있는 장점이 있습니다. 파이버 레이저가 장착된 원격 용접 스테이션은 차량 문 패널 용접, 차체 프레임 다중 스팟 용접 및 겹치기 용접 등도 할 수 있는 장점을 가지고 있읍니다. 파이버 레이저 용접의 또 다른 예로는 트랜스미션 부품의 완전 용입 용접, 선박용 후판으로 용입이 깊은 용접, 배터리 밀봉 용접, 압력이 걸리는 곳에 밀봉 용접(pressure seal) 등이 있습니다.


Application Examples:

  • Spot welding razor blades and HHD flexures
  • Hermetic welding of pace makers
  • Butt welding titanium panels
  • Conduction welding of diaphragms
  • Full penetration welding of  transmission gear and shaft assemblies
  • Welding thick steels
  • Hybrid MIG welding


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절단  Laser Cutting


레이저 절단은 레이저의 재료 가공에서 가장 많이 사용되는 응용 분야 중 하나입니다. 금속, 비금속, 유기물 등과 같은 다양한 재료 절단에 사용되고 있습니다. 절단의 역동성을 결정하는 매개변수에는 파장, 출력, 빔 품질, 초점 크기 등이 있습니다. 펄스 레이저는 박판 금속의 미세 절단에 사용되고 연속파 레이저는 3.8mm까지의 다양한 두께를 갖는 재료 절단에 사용됩니다.


1070nm 파장을 갖는 이터븀 파이버 레이저는 레이저 절단에 아주 적합합니다. 최고의 절단 품질 구현을 위해 필요한 요소인 파장, 멀티kW 출력, 좋은 빔 품질, 넓은 출력 운영 범위, 출력 안정성, 작은 초점 크기 등을 파이버 레이저는 제공합니다. 파이버 레이저를 사용하면 넓고 역동적인 출력 운영 범위와 빔 집속(beam focus)이 가능하며, 레이저 출력이 변하더라도 빔 집속은 변하지 않습니다. 그래서 항상 일관된 가공 결과를 얻을 수 있습니다. 광학 부품 구성을 변화시킴으로써 초점 크기를 다양하게 사용할 수 있습니다. 이런 특징으로 인해 최종 사용자는 다양한 재료와 두께 절단을 위해 필요한 출력 밀도를 적절하게 선택해서 사용할 수 있습니다.


최적화된 펄스를 갖는 파이버 레이저는 우수한 모드 품질과 작은 초점 크기를 보여 줍니다. 그래서 복잡한 형상을 갖는 박판 절단을 용이하게 합니다. 펄스 모드 절단을 사용하면 많은 마이크로 가공에서 매우 중요한 요소인 최소한의 용재(slag)와 열영향부(HAZ)가 가능합니다. 작은 초점 크기와 관련 있는 고출력 밀도는 우수한 에지 품질(edge quality)를 통해 더 빠른 절단을 가능하게 합니다. 파이버 레이저를 사용하여 펄스 절단을 하는 예로는 심장혈관 스텐트(stent) 절단과 솔라 패널용 실리콘 웨이퍼 절단, 스텐실 절단 등이 있습니다. 고출력 멀티 모드 레이저는 일반적으로 다양한 용도로 박판 연속파 절단에서 후판 절단까지 사용됩니다. 초점심도(depth of field)가 깊고 초점 크기가 작기 때문에 절단 폭을 작게 할 수 있으며 심지어 두꺼운 금속도 반듯하게 절단할 수 있습니다. 고출력 멀티 모드 레이저를 사용하는 공통적인 응용분야에는 하이드로 폼 튜브(hycro form tube), 고온의 강철 같은 자동차 차체 부품의 3D 절단, 항공 우주 용 알루미늄 합금과 티타늄 리벳팅 홀 절단, 조선과 철강 산업 용 후판 절단 등이 있습니다.


Application Examples:

  • Micromachining cardiovascular stents
  • Resize silicon wafers for solar panels
  • 2-D profile cutting in sheet metals
  • Cutting automotive hydroform tubes, cradles and side pillars
  • Tube cutting
  • 3-D cutting
  • High pressure clean cutting of stainless steels and aluminum 


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