블로그 약 레이저 빔 스위치, 산업 응용 분야의 정밀도 향상

단 하나의 워크스테이션에만 국한된 값비싼 레이저 시스템을 상상해 보십시오. 이는 자원 활용도가 낮은 명백한 사례입니다. 이러한 비효율성에 대한 해결책은 빔 스위치라는 독창적인 장치에 있습니다. 이 장치는 단일 레이저 소스가 시간 공유를 통해 여러 워크스테이션에 서비스를 제공할 수 있게 하여 장비 활용도와 생산 효율성을 획기적으로 향상시킵니다.

이름에서 알 수 있듯이 빔 스위치는 레이저 빔의 전파 경로를 변경할 수 있는 장치입니다. 거울 움직임의 정밀한 제어를 통해 레이저 에너지를 다양한 대상 위치나 워크스테이션으로 보냅니다. 이러한 빔 분할 기능을 통해 단일 레이저 소스가 여러 작업을 순차적으로 수행할 수 있으므로 장비 활용도가 크게 향상되는 동시에 생산 비용도 절감됩니다.

빔 스위치의 핵심 구성 요소는 일반적으로 유연한 모션 스테이지에 장착된 하나 이상의 고정밀 미러로 구성됩니다. 이러한 거울은 선형 가이드 메커니즘이나 유사한 시스템을 통해 정확하게 배치되고 각도가 지정됩니다. 빔 방향 전환이 필요한 경우 제어 시스템은 미러를 미리 결정된 위치로 구동하여 레이저 빔을 새로운 대상 위치로 반사합니다.

빔 스위치는 제어 방법에 따라 분류됩니다.

• 수동 빔 스위치:스위칭 요구 사항이 드물고 작동 속도가 낮은 애플리케이션에 적합합니다. 작업자는 빔의 방향을 바꾸도록 미러 위치를 수동으로 조정합니다. 이러한 시스템은 단순성과 저렴한 비용을 제공하지만 스위칭 정밀도와 효율성이 저하됩니다.
• 자동 빔 스위치:빠르고 정확한 빔 방향 전환을 위해 공압 또는 전기 제어 시스템을 사용합니다. 센서와 제어 회로가 장착되어 사전 설정된 프로그램에 따라 빔 경로를 자동으로 전환합니다. 이러한 시스템은 생산성을 크게 높일 수 있는 고도로 자동화된 생산 라인에 이상적입니다.

적절한 빔 스위치를 선택하려면 여러 기술 매개변수를 신중하게 고려해야 합니다.

• 레이저 파장 범위:다양한 레이저는 다양한 파장에서 작동하며 거울 반사율은 파장에 따라 달라집니다. 빔 스위치는 호환 가능한 파장 범위(예: UV, 가시광선 또는 IR)를 지정해야 합니다.
• 레이저 파워:고출력 레이저(예: 1kW를 초과하는 CO2 레이저)에는 열 축적으로 인한 미러 손상을 방지하기 위해 수냉식 빔 스위치가 필요합니다. 저전력 시스템은 공냉식 대안을 활용할 수 있습니다.
• 빔 조리개:스위치의 투명 조리개는 빔 품질을 저하시키는 클리핑이나 회절 효과를 방지하기 위해 레이저 빔 직경을 초과해야 합니다. 일반적인 조리개 크기는 19mm에서 50mm까지입니다.
• 거울 크기:미러 직경은 전체 빔 범위를 보장하기 위해 빔 조리개를 약간 초과해야 하며 일반적인 크기 범위는 1인치에서 75mm입니다.
• 스위칭 속도:빠른 스위칭(예: 250ms 전환)을 제공하는 공압 시스템을 갖춘 고주파 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 포지셔닝 정확도 및 반복성:일관된 처리 품질을 유지하는 데 필수적인 이러한 매개변수는 시스템이 빔을 대상 위치로 얼마나 정확하게 리디렉션할 수 있는지를 결정합니다.

빔 스위치는 레이저 가공에서 다양한 역할을 수행합니다.

• 레이저 용접:워크스테이션 간에 빔의 방향을 빠르게 전환하여 다점 용접 또는 복잡한 접합 구성을 가능하게 합니다.
• 레이저 절단:여러 공작물의 절단 경로를 교대로 전환하여 효율적인 재료 처리를 촉진합니다.
• 레이저 마킹:단일 레이저 소스로 여러 워크스테이션에 걸쳐 동시 마킹 작업을 수행할 수 있습니다.
• 레이저 클래딩:빔을 다른 클래딩 위치로 순차적으로 리디렉션하여 다층 증착 프로세스를 지원합니다.
• 과학 연구:실험실 환경에서 실험 설정 간 신속한 빔 전환이 가능합니다.

레이저 빔 관리를 위한 다목적 도구로서 빔 스위치는 산업용 레이저 응용 분야에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 이러한 시스템을 적절하게 선택하고 구현하면 장비 활용도를 최적화하고, 운영 비용을 절감하며, 다양한 레이저 기반 제조 공정 전반에 걸쳐 처리 품질을 향상시킬 수 있습니다.