폼
폼은 재료 내에 가스 포켓을 가두어서 제조됩니다. 폼은 일반적으로 폴리머에서 제조되지만 세라믹이나 금속에서도 제조할 수 있습니다. 개방 셀 폼의 경우 포켓이 서로 연결되고 공기로 채워집니다. 개방 셀 폼은 공기가 포켓을 자유롭게 통과할 수 있기 때문에 쉽게 압축됩니다. 독립 셀 폼은 가스 포켓이 연결되지 않습니다. 그 대신에 각각의 포켓이 완전히 고형 재료로 둘러싸입니다. 독립 셀 폼은 기체가 포켓에 갇히기 때문에 개방 셀 폼처럼 쉽게 압축되지 않습니다. 모든 유형의 폼을 레이저 절단, 제판, 마킹으로 가공할 수 있습니다.
폼 유형
레이저 공정 종류
레이저는 신규 제품 개발에서 대량 제조에 이르기까지 재료 공정의 영역을 확대하는 견인차 구실을 하고 있습니다. 모든 레이저 공정에서 레이저 빔의 에너지는 재료와 상호작용하여 어떤 방식으로든 재료를 변형시킵니다. 각 변형(또는 레이저 공정)은 레이저 빔의 파형, 출력, 사용률, 반복률을 정밀하게 조정하여 제어됩니다. 이러한 레이저 공정은 다음과 같습니다.모든 재료는 레이저 빔이 상호 작용하고 그에 따라 재료를 수정하는 방식을 지시하는 고유한 특성을 가집니다. 폼에 대해 가장 많이 사용되는 공정은 다음과 같습니다
폼 레이저 절단
폴리머 기반의 폼은 CO2 레이저로 가장 효과적으로 절단할 수 있습니다. 레이저 빔이 그 경로에 있는 재료를 직접 가열해서 기화합니다. 레이저 출력이 충분히 높다면 레이저 빔이 재료를 완전히 관통해 절단합니다. 폴리머는 레이저 빔으로 절단할 때 빠르게 증발되어 매끈한 절단면이 생기고 열 영향부가 최소화됩니다. 금속 기반의 빔은 파이버 레이저가 가장 효과적입니다. 파이버 레이저는 얇은(최대 1/8” 또는 3 mm) 판재의 폼을 관통해 절단할 수 있습니다. 세라믹 기반의 폼은 매우 부서지기 쉽고 균열이 생길 수 있기 때문에 보통 레이저로 절단하지 않습니다.
폼 레이저 제판
일정한 깊이로 재료를 제거(제판)할 수 있도록 레이저 빔의 출력이 제한될 수 있습니다. 폴리머 폼의 레이저 제판에는 CO2 레이저가 가장 적합하고 금속 폼에는 파이버 레이저가 가장 좋습니다. 레이저 제판 공정을 사용해 폼 표면에 패턴과 디자인을 새겨넣을 수 있습니다. 또한 레이저 제판을 사용해 정보를 새겨넣을 수 있습니다.
폼 레이저 마킹
금속과 세라믹 폼은 파이버 레이저를 사용해 레이저 마킹할 수 있습니다. 파이버 레이저 빔의 에너지는 재료의 표면에 흡수되어 재료를 가열해 색상이나 색조를 변화시킵니다. 이러한 겉모습의 변화로 인해 재료를 제거하지 않고 시각적인 마크가 생성됩니다. 레이저 마킹은 디자인 또는 정보를 새겨넣기 위해 사용할 수 있습니다.
결합 공정
폼을 이동시키거나 다시 고정할 필요 없이 위에 설명한 레이저 절단, 제판, 마킹 공정을 하나로 결합할 수 있습니다.
일반적인 폼 레이저 시스템 고려 사항
플랫폼 크기 - 레이저 가공할 최대 크기의 폼 판재를 거치할 수 있을 정도로 충분히 크거나 더 큰 판재를 가공하기 위해 클래스 4 기능과 안전 조치를 마련해야 합니다
파장 - 10.6마이크론 파장이 폴리머 폼 레이저 절단과 제판에 가장 좋습니다. 금속 폼의 절단, 제판, 마킹에는 1.06마이크론 파장이 가장 적합합니다. 1.06마이크론 파장은 세라믹 폼의 레이저 마킹에도 가장 좋습니다
레이저 출력 - 작업할 공정에 따라 선택해야 합니다. 25-150 W(CO2 레이저)가 폴리머 폼 레이저 가공에 가장 좋습니다. 40-50 W 파이버 레이저는 금속 또는 세라믹 폼 레이저 가공에 가장 좋습니다
렌즈 - 폼 레이저 재료 가공에는 2.0 렌즈가 가장 일반적인 공정 렌즈입니다
절단 테이블 - 레이저 절단용 폼 판재를 지지합니다
배기 장치 - 폼 레이저 제판, 절단, 마킹 장비에서 레이저 공정 중에 발생되는 가스와 입자를 제거할 수 있을 정도로 유속이 충분해야 합니다
에어 어시스트 - 폼 레이저 제판, 절단, 마킹 중에 발생되는 가스와 입자를 제거하는 데 도움이 되도록 레이저 초점 근처에 공기를 분사합니다.
폼 레이저 재료 가공에 대한 환경, 건강, 안전 고려 사항
레이저와 재료의 상호 작용에서는 거의 항상 기체 유출물 또는 미립자가 생성됩니다. 폼 레이저 가공에서 발생되는 유출물에는 다양한 휘발성 유기 화학물(VOC)이 들어 있고 외부 환경으로 배출시켜야 합니다. 또는 여과 시스템으로 처리한 후 외부 환경으로 배출해야 합니다. 폼 연소가 레이저 가공 공정의 기본 원리이며 화염이 발생할 수 있습니다. 따라서 폼 레이저 재료 가공에 대해 항상 관리 감독이 이루어져야 합니다.
