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정밀 섬유 레이저 기계의 광 경로 시스템의 절단 정확성에 대한 특수 영향

2025-12-20

소개

정밀 파이버 레이저 절단 분야에서 절단 정확도는 장비 성능을 측정하는 주요 지표 중 하나입니다. 정밀 파이버 레이저 기계의 핵심 구성 요소인 광 경로 시스템은 절단 정확도에 결정적인 역할을 합니다. 절단 정확도에 대한 광 경로 시스템의 각 요소의 구체적인 영향에 대한 심층적인 탐구는 절단 프로세스를 최적화하고 가공 품질을 향상시키는 데 중요합니다.

레이저 발생기가 절단 정확도에 미치는 영향

전력 안정성

레이저 발생기의 출력 안정성은 절단 정확도와 직접적인 관련이 있습니다. 전력이 변동하면 절단 과정에서 재료가 흡수하는 에너지가 불안정해집니다. 예를 들어, 출력이 갑자기 증가하면 재료가 과도하게 녹아 절단 이음새가 넓어지고 절단 가장자리에 슬래그가 쌓이게 됩니다. 출력이 갑자기 감소하면 절단이 불완전하고 절단 단면이 고르지 않을 수 있습니다. 예를 들어 0.5mm 두께의 스테인레스 강판을 절단할 때 출력이 ±5% 변동하면 절단 이음매의 폭이 0.1~0.3mm 사이로 변해 절단 정확도에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

빔 품질

빔 모드, 발산 각도 등 레이저 발생기에서 생성되는 빔의 품질은 절단 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 이상적인 기본 모드 빔은 에너지를 집중시켜 재료 표면에 매우 작은 점을 형성할 수 있어 고정밀 절단이 가능합니다. 그러나 고차 모드 빔은 상대적으로 분산된 에너지 분포와 더 큰 스폿을 갖습니다. 절단 중에는 에너지가 한 지점에 집중되지 않아 절단 이음새가 넓어지고 정확도가 떨어집니다. 예를 들어 작은 전자 부품을 절단할 때 기본 모드 빔은 ±0.01mm의 절단 정확도를 달성할 수 있는 반면, 고차 모드 빔은 ±0.05mm의 정확도만을 달성할 수 있습니다.
최신 회사 사례 [#aname#]

절단 정확도에 대한 전송 섬유의 영향

섬유 손실

레이저를 전송하는 동안 전송 광섬유에는 일정량의 손실이 있습니다. 섬유 손실이 너무 크면 절단 헤드에 도달하는 레이저 에너지가 크게 감소하여 절단 능력에 영향을 미칩니다. 절단 효과를 보장하려면 절단 속도를 줄이거나 레이저 발생기의 초기 출력을 높여야 합니다. 그러나 절단 속도를 줄이면 생산 효율에 영향을 미치고, 초기 출력을 높이면 과도한 출력으로 인해 절단 정밀도에 영향을 주어 절단면이 고르지 않게 될 수 있습니다. 예를 들어, 10mm 두께의 탄소강을 절단하는 경우 섬유 손실이 10% 증가할 때마다 절단 속도를 약 20% 감소시키거나 초기 동력을 15% 증가시켜야 합니다. 이 두 조정 방법 모두 절단 정확도에 부정적인 영향을 미칩니다.
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섬유 굽힘

섬유 굽힘은 레이저의 전송 경로와 빔 품질을 변경합니다. 섬유를 과도하게 구부리면 레이저 내부의 다중 반사 및 산란이 발생하여 빔의 에너지 분포가 고르지 않게 되고 지점 변형이 발생합니다. 절단 과정에서 이로 인해 절단 솔기의 폭이 일정하지 않게 되어 절단 정확도가 떨어집니다. 일반적으로 섬유의 굽힘 반경이 특정 값(예: 50mm)보다 작으면 절단 정확도에 큰 영향을 미치고 절단 솔기 폭의 편차가 ±0.05mm를 초과할 수 있습니다.

포커싱 시스템이 절단 정확도에 미치는 영향

포커싱 렌즈의 품질

포커싱 렌즈의 품질은 포커싱 효과와 직접적인 관련이 있습니다. 고품질 포커싱 렌즈는 표면이 매끄럽고 광학 성능이 안정적입니다. 레이저를 재료 표면의 매우 작은 영역에 정확하게 초점을 맞추고 에너지를 집중시켜 고정밀 절단이 가능합니다. 그러나 품질이 낮은 포커싱 렌즈는 수차, 색수차 등의 문제가 있어 레이저 포커싱이 부정확해지고 스폿이 커지며 절단 정확도가 떨어질 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄 합금판을 절단하기 위해 고품질 포커싱 렌즈를 사용하는 경우 절단 정확도는 ±0.03mm에 도달할 수 있지만, 품질이 낮은 포커싱 렌즈를 사용하는 경우 정확도는 ±0.1mm로 떨어질 수 있습니다.

초점 위치

초점 위치의 정확성은 절단 정확도에 매우 중요합니다. 초점 위치가 너무 높거나 낮으면 재료 표면의 점 크기가 변경되어 절단 에너지 밀도에 영향을 미칩니다. 초점 위치가 너무 높으면 스폿 영역이 증가하고 에너지가 분산되어 절단 솔기가 넓어집니다. 초점 위치가 너무 낮으면 에너지가 집중되더라도 재료 표면에 과도한 에너지로 인해 과용융이 발생하여 절단 정확도에도 영향을 미칠 수 있습니다. 두께가 다른 재료를 절단할 때 최고의 절단 정확도를 보장하려면 초점 위치를 정확하게 조정해야 합니다. 예를 들어, 3mm 두께의 동판을 절단할 때 초점 위치 편차가 ±0.2mm이면 절단 솔기 폭이 ±0.05mm 변경됩니다.

반사경이 절단 정확도에 미치는 영향

반사경의 평탄도

반사 거울의 평탄도는 레이저 반사 방향의 정확성을 결정합니다. 반사 거울의 표면이 고르지 않으면 반사 과정에서 레이저가 불규칙 반사를 겪게 되어 레이저의 전송 경로가 변경됩니다. 그 결과, 절단 헤드에 수신된 레이저가 预정 위치에서 벗어나 절단 궤적에 편차가 발생하고 절단 정확도에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 반사경의 표면 평탄도 오차가 ±0.01mm에 도달하면 절단 궤적 편차는 ±0.05mm에 도달할 수 있습니다.

반사경의 코팅 품질

반사경의 코팅 품질은 레이저 반사율에 영향을 미칩니다. 코팅 품질이 좋지 않으면 레이저 반사율이 낮고 에너지의 일부가 반사 거울에 의해 흡수되거나 산란되어 절단 헤드에 도달하는 에너지가 부족하여 절단 효과에 영향을 미칩니다. 동시에 코팅이 고르지 않으면 레이저 반사 후 에너지 분포가 고르지 않아 절단 솔기 폭이 일관되지 않고 절단 정확도가 떨어질 수도 있습니다. 예를 들어, 코팅 반사율이 98%에서 90%로 떨어지면 절단면의 거칠기가 2~3배 증가하고 절단 정확도가 크게 감소할 수 있습니다.

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