물 냉각기로 레이저 조각사를 보호하는 방법

레이저 절단에는 금속, 플라스틱 또는 목재와 같은 재료를 녹여, 기화 또는 연소하도록 집중된 고 에너지 빔 (종종 CO2, 섬유 또는 YAG 레이저)을 지시하는 것이 포함됩니다. 이 프로세스는 복잡한 설계에 대해 매우 효율적이지만 특히 레이저 튜브, 광학 및 주변 구성 요소에서 상당한 열 에너지를 생성합니다. 적절한 냉각이 없으면 온도가 30 ° C를 초과하여 열 응력, 파장 불안정성 및 구성 요소 고장으로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 100W CO2 레이저는 몇 분 안에 과열되어 삭감 품질을 줄이고 튜브 손상을 위험에 빠뜨릴 수있어 교체하는 데 $ 300- $ 1,000가 소요될 수 있습니다. 냉각기는 레이저 시스템을 통해 냉각수, 일반적으로 물 또는 물-글리콜 혼합물을 순환하여 열을 흡수하고 소산하여 18 ° C에서 25 ° C 사이의 온도를 유지함으로써 이러한 과제를 해결합니다. 이를 통해 일관된 빔 초점을 보장하고 장비 수명을 연장하며 안전을 향상시켜 냉각기가 소규모 워크샵과 대규모 산업 운영에 필수적입니다.

레이저 절단 시스템에서 냉각기의 작동 방식

냉각기는 레이저 시스템에서 열을 효율적으로 제거하는 폐쇄 루프 공정 인 증기 압축주기에서 작동합니다. 주기에는 4 단계가 포함됩니다.

1. 압축: 냉매 가스는 압축기에 의해 압축되어 온도와 압력을 높입니다. 이 단계는 전기 모터에 의해 구동되며, 열 관리의 모델에서 볼 수 있듯이 에너지 효율을위한 가변 옵션으로 종종 저축을 위해로드에 적응합니다.
2. 응축: 뜨겁고 고압 냉매 가스는 응축기로 흐르며, 이곳에서 환경으로 열을 방출하고 (공냉식 냉각기의 경우 공기를 통해 또는 수냉식 물을위한 물을 통해) 액체로 응축합니다. 레이저 시스템에 공통된 공냉식 모델은 팬을 사용하여 열을 소비하는 반면, 수냉식 옵션은 산업용 레이저를위한 Opti Temp의 제품에 언급 된 것처럼 냉각탑을 사용할 수 있습니다.
3. 확장: 액체 냉매는 팽창 밸브를 통과하여 압력과 온도를 종종 35 ° F (2 ° C) 미만으로 크게 줄여서 열 흡수를 준비합니다.
4. 증발: 차가운 냉매는 증발기, 일반적으로 코일 또는 플레이트 열교환기로 들어가 레이저 튜브 또는 기타 구성 요소의 열을 흡수합니다. 이것은 레이저를 냉각시키고 최적의 온도를 유지하고 냉매는 다시 가스로 증발하여 압축기로 돌아와 사이클을 반복합니다.

이 공정은 레이저 튜브가 안정적인 온도로 유지되어 열 응력을 방지하고 빔 품질을 유지하도록합니다. 예를 들어, 150W CO2 레이저 절단 금속은 450W의 열을 생성하여 온도를 20 ° C로 유지하기 위해 최소 600W 용량의 냉각기를 필요로하여 깨끗한 절단 및 튜브 수명을 5-10 년으로 확장 할 수 있습니다.

레이저 절단을위한 냉각기 유형

냉각기는 작은 워크샵에서 큰 공장에 이르기까지 다양한 레이저 절단 환경의 요구를 충족시키는 규모와 용량이 다양합니다.

• 소규모 워크샵을위한 소형 냉각기: 이들은 저전력 레이저 (일반적으로 50W ~ 100W, 가정 워크샵, 소규모 비즈니스 또는 교육 환경에 사용)를 위해 설계되었습니다. 그들은 다음과 같습니다.

  • 냉방 능력: 듀얼 150W 레이저의 경우 Omtech의 CW-5202에서 볼 수 있듯이 간헐적 절단 또는 조각 작업에 충분한 600W에서 2,400W 범위입니다.
  • 이식성: 가볍고 컴팩트하며, 종종 워크 벤치 아래에 적합하며, 이동성을위한 핸들 또는 캐스터가있는 우주 제약 환경에 이상적입니다.
  • 간단한 컨트롤: 낮은 수위 또는 고온에 대한 경보가있는 온도 모니터링 및 조정을위한 디지털 디스플레이는 사용자 친화적 인 작동을 보장합니다.
  • 조용한 운영: 150W 레이저의 Cloudray의 CW-5200에서 언급 된 바와 같이 일부 모델은 50-60 DBA로 작동하는 공유 공간에 적합한 저음 레벨이 적습니다.

  예를 들어, 작은 스튜디오에서 아크릴을 새기는 40W 레이저는 CW-3000과 같은 소형 냉각기를 사용하여 많은 공간을 차지하지 않고 정밀도를 유지할 수 있으며 애호가 나 소규모 작업에 적합합니다.

• 대형 공장을위한 산업용 냉각기: 이들은 상업적 제조 또는 산업 환경에 사용되는 150W에서 300W 이상의 고출력 레이저를 위해 제작되었습니다. 그들은 제공합니다 :

  • 높은 냉각 용량: 공장 용 열 관리의 중앙 냉각기 시스템에서 볼 수 있듯이 최대 42,000W 이상, 여러 레이저 또는 큰 냉각 하중을 처리 할 수 있습니다.
  • 이중 냉각 회로: 일부 모델은 KKT Chillers USA의 오퍼링에 언급 된 것처럼 레이저 튜브와 광학을 개별적으로 냉각시켜 중복성을위한 듀얼 펌프와 같은 기능을 향상시킵니다.
  • 고급 컨트롤: 가변 속도 압축기, RS-485를 통한 원격 모니터링 및 에너지 절약 모드, 특히 지속적인 운영을위한 운영 비용을 줄입니다.
  • 내구성: 스테인리스 스틸과 같은 부식 방지 재료로 24/7 사용을 위해 설계되었으며 몬포새의 CW-5200 산업용 냉각기에서 볼 수 있듯이 최대 2 년의 보증이 있습니다.

  예를 들어, 두꺼운 강철 절단을 위해 300W CO2 레이저를 사용하는 공장은 4 톤의 산업용 냉각기를 사용하여 일관된 온도를 유지하여 스마트 냉각 제품의 레이저 냉각기 응용 프로그램에서 강조된대로 고품질 삭감 및 다운 타임을 최소화 할 수 있습니다.

레이저 절단에 냉각기 사용의 이점

레이저 절단 시스템에서 냉각기 구현은 업계 통찰력에 의해 지원되는 측정 가능한 장점을 산출합니다.

• 향상된 정밀도: 안정적인 온도는 파장 드리프트를 방지하여 레이저 포커스 세계의 냉각기 선택 안내서에 언급 된대로 마이크로 전자 또는 의료 기기와 같은 응용 분야에 중요한 깨끗하고 정확한 컷 및 조각을 보장합니다.
• 확장 된 장비 수명: 적절한 냉각은 열 응력을 줄이며, KKT Chillers USA의 레이저 시스템 개선에서 언급 된 바와 같이, 레이저 튜브 및 광학의 수명을 2-3 년에서 5-10 년으로 두 배로 늘리거나 세 배로 늘립니다.
• 에너지 절약: 가변 속도 압축기가 장착 된 효율적인 냉각기는 에너지 소비를 20-30%줄일 수 있으며, 열 관리의 에너지 효율적인 모델에서 볼 수 있듯이 특히 고출력 레이저의 경우 운영 비용을 줄일 수 있습니다.
• 응용 프로그램의 다양성: Chillers는 Opti Temp의 레이저 냉각기 응용 프로그램에 언급 된 것처럼 소규모 산업 조각에서 대규모 산업 절단에서 금속, 목재 및 아크릴과 같은 재료에 적응하는 다양한 레이저 유형 (CO2, Fiber, YAG) 및 작업을 지원합니다.
• 안전 및 신뢰성: 과열을 방지함으로써 냉각기는 스마트 냉각 제품의 열 관리 이점에서 강조된대로 구성 요소 고장, 화재 또는 시스템 종료의 위험을 줄이고 작업장 안전을 향상시키고 다운 타임을 최소화합니다.

예를 들어, 목재 절단에 60W CO2 레이저를 사용하는 작은 워크샵은 소형 냉각기가있는 화상 자국을 피할 수 있으며, 3kW 섬유 레이저가있는 공장은 자동차 어셈블리에서 일관된 용접 품질을 보장하여 신뢰성을 높입니다.

레이저 절단 시스템의 오른쪽 냉각기를 선택합니다

최적의 성능을 위해서는 적절한 냉각기를 선택하는 것이 중요합니다. 업계 권장 사항에 의해 알려진 다음 요소를 고려하십시오.

• 레이저 전원 및 냉각 하중: Chiller의 냉각 용량을 레이저의 와트와 일치시켜 레이저 전력의 1.25–1.5 배입니다. 예를 들어, 100W 레이저는 Laser 사양을 기반으로 개인화 된 권장 사항을 제공하는 Thermal Care의 크기 계산기에 언급 된 것처럼 1,500W 냉각기가 필요할 수 있습니다.
• 물 유량 및 압력: 냉각기가 작은 레이저의 경우 일반적으로 2–4 gpm, 산업용의 경우 최대 10gpm을 제공하고 레이저 포커스 세계의 냉각기 펌프 선택 안내서에 언급 된 바와 같이 1.5 바에서 1 L/분과 같은 압력 등급을 제공합니다. 레이저 제조업체의 사양에 호환성을 확인하십시오.
• 온도 제어 정밀도: 고정밀 작업의 경우 ± 0.3 ° C ~ ± 1 ° C 또는 일반 절단의 경우 ± 2 ° C의 안정성을 가진 냉각기를 찾아 Opti Temp의 정밀 냉각 시스템에서 볼 수 있듯이 최적의 빔 품질을 보장하십시오.
• 크기와 이식성: 워크샵의 경우 캐스터와 함께 컴팩트 한 장치를 우선시하십시오. 공장의 경우 Cloudray의 산업용 냉각기 설계에서 언급 된 것처럼 냉각기가 시스템 레이아웃에 맞고 원격 모니터링을 지원하십시오.
• 에너지 효율: 가변 속도 압축기 또는 높은 COP (성능 계수) 값이있는 모델을 선택하고, 특히 열 관리의 에너지 효율적인 냉각기에서 강조된대로 특히 연속적인 작동을 위해 에너지를 절약하십시오.
• 안전 기능: OMTECH의 CW-5202에서 볼 수 있듯이 안전성을 위해 듀얼 인트 및 경보를 위해 알람이 낮은 수위, 높은 온도 및 유량 문제에 대한 경보를 보장하십시오.
• 유지 보수 요구: 액세스 가능한 필터와 청소하기 쉬운 구성 요소가있는 냉각기를 선택하여 제품 설명에서 언급 한 것처럼 Omtech의 1 년 범위와 같은 보증으로 다운 타임을 줄입니다.
• 호환성: KKT Chillers USA의 고급 제어 옵션에서 볼 수 있듯이 스마트 모니터링을 위해 Modbus-485와 이상적으로 레이저 제어 시스템과의 통합을 확인하십시오.

마무리하기 전에 특정 냉각 요구 사항은 레이저 제조업체에 문의하고 시뮬레이션 된 하중 조건에서 냉각기를 테스트하여 Thermal Care의 무료 시스템 상담에서 권장하는대로 귀하의 요구를 충족시켜주십시오.

실질적인 고려 사항 및 유지 보수

냉각기를 레이저 절단 설정에 통합 할 때 다음을 고려하십시오.

• 설치: 냉각기를 레이저에 가깝게 배치하여 튜브 길이를 최소화하여 압력 강하를 줄입니다. 공냉식 냉각기의 경우 설치 안내서에 언급 된 것처럼 12-18 인치의 환기 공간을 보장하십시오. 수냉식 모델의 경우 필요한 경우 수원에 액세스하십시오.
• 수질: Omtech의 냉각수 권장 사항에 언급 된 바와 같이, 냉동 기후의 CO2 레이저에 대한 물-글리콜 믹스를 방지하기 위해 섬유 레이저에 탈 이온수를 사용하십시오. 정기적으로 수질을 테스트하고 6 개월마다 검사를 방지하여 치료하십시오.
• 정기점검: 청소 응축기 코일은 3-6 개월마다 코일을 코일하고 매월 냉각수 수준을 점검하고 특히 오픈 루프 시스템에서 스케일 또는 조류를 검사합니다. Monportlaser의 유지 보수 팁에서 조언 한 바와 같이 장기 신뢰성을 보장하는 냉매 수준 및 펌프 성능을 확인하기 위해 연간 전문가 유지 보수를 예약하십시오.
• 모니터링: 온도와 흐름을 추적하기 위해 디지털 디스플레이 또는 원격 인터페이스가있는 냉각기를 사용하여 열 관리의 IoT 지원 진단에서 볼 수 있듯이 레이저 손상을 피하기 위해 일찍 문제를 포착합니다.
• 확장 성: 워크샵이 성장하기 위해서는 Cloudray의 확장 가능한 냉각기 옵션에 언급 된 바와 같이, 모듈 식 디자인 또는 확장 가능한 용량을 갖춘 냉각기를 고려하십시오.

결론

냉각기는 고성능 레이저 절단 시스템에 필수 불가결하므로 과열을 방지하고 일관된 절단을 보장하며 장비 수명을 연장하는 데 필요한 정밀 냉각을 제공합니다. 소형 워크숍 레이저에 전원을 공급하는 소형 유닛에서 냉각기는 효율성을 높이고, 구성 요소를 보호하며 생산성을 높이는 산업 모델에 이르기까지. 제공된 체크리스트를 사용하고 설치 및 유지 보수와 같은 실제 요소를 고려하여 사용자는 요구에 맞게 냉각기를 선택하고, 클리너 컷, 장비 수명이 길고, 프로토 타입 또는 대량 생산 부품을 제작하든 운영 안정성을 높일 수 있습니다.