파이버 레이저가 금속 가공 시장을 계속 지배하고 있기 때문에 성능과 운영 비용 모두에 큰 영향을 미치는 요인 중 하나가 있습니다. 즉, 보조 가스 를 선택하는 것입니다.
모든 보조 가스 중에서 질소는 스테인리스 스틸, 연강, 알루미늄 및 많은 정밀 응용 분야의 고품질 절단을 위한 표준이 되었습니다.
레이저 절단은 고출력 레이저가 프로그래밍된 경로를 따라 금속을 용융 또는 기화하는 열 분리 공정입니다. 이 공정에는 용융, 기화 및 가스 지원 방출이 포함되며, 각 공정은 재료 제거 효율에 영향을 미칩니다.
고압 보조 가스는 커프에서 용융 물질을 제거하고 절단 속도, 용융 제거 효율성, 엣지 품질 및 산화 제어에 직접적인 영향을 미치는 데 중요한 역할을 합니다.
레이저 시스템으로 절단되는 일반적인 소재로는 스테인리스강, 연강, 알루미늄 및 구리 합금 등이 있으며, 모두 가스 선택 및 절단 매개변수를 지원하기 위해 다르게 반응합니다. 이제 파이버 레이저는 CO₂ 시스템보다 우세하여 효율성이 높고 절단 속도가 빠르며 운영 비용이 낮아져 깨끗하고 정밀한 절단을 위한 질소 수요가 증가합니다.
보조 가스는 두 가지 필수적인 역할을 수행합니다. 즉, 절단에서 용융 물질을 제거하고 주변 공기의 산소로부터 절단 영역을 보호합니다. 가스가 다르면 결과도 다릅니다.
- 산소: 연강에서 빠르게 절단하지만 산화된 어두운 가장자리를 남깁니다.
- 공기: 저렴한 대안이지만 산소 함량은 변색과 버를 일으킬 수 있습니다.
- 질소: 불활성, 깨끗하고 산화되지 않음. 스테인리스 스틸 및 알루미늄에 이상적인 옵션입니다.
- 혼합 가스: 틈새 응용 분야에 사용되지만 일반 제조에서는 덜 일반적입니다.
밝고 깨끗하며 용접 준비가 된 엣지를 필요로 하는 작업장의 경우 질소가 선호되는 솔루션입니다.
보조 가스가 절단 결과에 미치는 영향에 대한 자세한 설명은 레이저 절단 보조 가스 가이드를 살펴보십시오. 보조 가스란 무엇이며 왜 중요한가?
제조업체는 질소가 깨끗한 엣지를 유지하고 산화를 방지하며 현대식 파이버 레이저가 설계된 높은 절단 속도를 지원하기 때문에 질소를 선택합니다. 파이버 레이저는 일반적으로 소재와 두께에 따라 8-20 bar 의 질소가 필요합니다. 이러한 압력에서 질소는 커프에서 용융물을 지속적으로 제거하여 빠르고 정확한 절단이 가능합니다.
질소의 불활성 특성은 절단 중 산화를 방지하여 다음을 생성합니다.
- 광택이 있고 깨끗하며 산화물이 없는 가장자리
- 후가공이 필요 없는 높은 미적 품질
- 기계에서 바로 용접 할 수 있는 부품
- 안정적이고 예측 가능한 절단 성능
질소가 깨끗한 고품질 절단에 선호되는 보조 가스인 이유를 더 잘 이해하려면 레이저 절단에 질소가 사용되는 이유에 대한 기사를읽어보십시오.
레이저 절단에 질소를 사용하는 이유는 무엇인가요?
질소는 레이저 커팅을 할 때 녹은 금속을 날려 보내고, 레이저 절단면이 산화되는 것을 막는 역할을 합니다. 레이저 절단에 필요한 질소 압력은 절단하는 소재의 종류와 두께, 절단 조건에 따라 달라집니다. 파이버 레이저는 8~20bar의 질소를 사용하며, 스테인리스 스틸은 8~14bar의 질소를 사용합니다.
질소 사용 비용을 줄이는 가장 효과적인 방법은 무엇인가요?
질소 사용 비용을 효과적으로 줄이는 방법은 현장 질소 발생기를 사용하는 것입니다. 현장에서 질소를 직접 생산하면 질소를 구매할 때 발생하는 운송비 등 추가 비용이 발생하는 것을 줄일 수 있습니다.
아트라스콥코 LC N2 질소 발생기를 사용하면 레이저 커팅 시 필요한 순도의 질소를 생산해 질소 사용 비용을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
장점에도 불구하고 질소 실린더 또는 벌크 액체를 구매하는 것은 공급과 관련된 상당한 어려움을 야기합니다.
높은 예측 불가능한 OPEX
공급된 질소는 현대 제조에서 가장 큰 반복 비용 중 하나이며, 이는 다음으로 인해 발생합니다.
- 높은 €/Nm³ 비용
- 임대료 및 배송료
- 벌크 탱크의 증발 손실
- 공급업체의 가격 변동성
배송에 대한 의존성
질소 공급이 지연되거나 누락되면 생산이 중단되고 때로는 교대 근무 중간에 중단됩니다. 보관 요건, 운송 일정 및 공급업체 가용성에 대한 의존도는 모두 위험을 초래합니다.
순도 과다 사양: 많은 작업장에서는 작업에 필요하지 않을 때에도 초고순도 질소에 비용을 지불합니다. 공급된 가스는 일반적으로 고정된 고순도 수준(99.999%)으로 공급되는 반면, 현장 시스템은 작업장의 실제 요구사항에 맞는 순도 수준으로 지정됩니다.
지속 가능성 문제: 트럭 배송 및 증발 손실은 환경 발자국을 증가시키며, 많은 매장이 현재 이를 줄이기 위해 노력하고 있습니다.
제조업체가 직면한 질소 공급 문제에 대한 보다 포괄적인 개요를 보려면 제조 업체의 질소 공급 문제에 대한 심층 기사를 읽어보십시오.
이제 질소가 선호하는 보조 가스임을 알게 되었으므로 레이저에 필요한 결과를 제공하는 것은 질소만이 아니라는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 일관된 성능을 달성하려면 올바른 순도, 압력 및 유량이 필요합니다.
1. 순도: 순도는 산화, 가장자리 외관 및 용접성에 영향을 미칩니다. 요건은 다음에 따라 다릅니다.
- 소재 유형
- 두께
- 가장자리가 보이는지 여부
- 후처리 단계
2. 압력: 스테인리스 스틸은 일반적으로 8-14 bar가 필요합니다. 알루미늄은 종종 더 높은 압력이 필요합니다. 압력 안정성은 일관된 품질을 위해 중요합니다.
3. 유량: 유량은 레이저 출력, 노즐 직경, 절단 속도 및 재료 두께에 따라 다릅니다. 파이버 레이저를 사용하면 질소 수요가 급격히 증가합니다.
알고 계셨습니까? 현장 발전은 99.95%에서 99.999% 사이의 고정된 순도 수준으로 지정되어 작업장의 요구 사항에 맞춰 전체 가스 비용을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
일관된 절단 품질을 위한 올바른 질소 사양을 정의하는 방법을 알아보려면 레이저 절단에 대한 질소 요구사항 에 대한기사를 읽어보십시오.
레이저에 필요한 질소가 무엇인지 알게 되면 다음 단계는 전체 비용의 원인을 파악하는 것입니다. 여러 운영 요인이 질소 사용량과 Nm³당 지불하는 금액에 영향을 미칩니다.
| 질소 소비 및 비용에 미치는 영향 | |
|---|---|
| 절단 속도 | 절단 속도가 높을수록 분당 질소 사용량이 증가합니다. |
| 재료 혼합, 두께 및 품질 요구사항 | 스테인리스강, 알루미늄 및 두꺼운 시트에는 더 많은 양의 질소가 필요합니다. |
| 압력 및 유량 수요 | 고압 절단은 질소 소비량을 크게 증가시킵니다. |
| 레이저 출력 및 노즐 크기 | 필요한 유량과 전체 소비량에 직접적인 영향을 미칩니다. |
| 필요한 순도 | 과도한 순도 사양(예: 99.9-99.99%로 충분할 때 99.999%를 지불)은 비용을 크게 증가시킵니다. |
| 소비 패턴 | 피크, 유휴 기간 및 일일 변동성은 전체 질소 사용량 및 비용에 영향을 미칩니다. |
질소 공급 옵션 비교
실린더 / 번들
- 최고 €/Nm³
- 실린더가 비어 있으면 압력이 감소합니다.
- 강력한 물류 및 임대 오버헤드
- 배송에 대한 의존성
벌크 액체
- 실린더보다 높은 안정성
- 증발 손실
- 높은 고정 비용
- 여전히 외부 공급에 의존함
현장 질소 생성
- 귀하의 작업장 요건에 맞는 순도(95-99.999%)
- Nm³당 최저 비용
- 안정적인 고압 공급
- 완전한 독립성과 제어
현장 질소가 가장 비용 효율적인 모델인 이유
공급되는 질소는 가격 변동, 벌크 탱크의 증발 손실, 물류 및 운송 수수료로 인해 비용이 많이 들며, 고객은 종종 질소가 필요하든 필요하지 않든 최고 순도를 지불해야 하기 때문입니다.
반면, 현장 질소 발생은 예측 가능한 OPEX 비용으로 최저 €/Nm³를 제공하며 임대 또는 배송 비용이 없으며 실제 절단 요구사항에 맞게 순도를 미세 조정할 수 있습니다.
순도를 위한 최적화
순도는 질소 비용에 큰 영향을 미칩니다. 대부분의 응용 분야에서는 깨끗하고 고품질의 절단을 달성하기 위해 최고 순도 수준이 필요하지 않습니다.
많은 제조업체는 필요하지 않을 때에도 99.999%의 순도를 지불합니다.
구체적으로 말하자면,
- 순도 가 낮은 연강 및 알루미늄(≈99.9-99.99%)을 깨끗하게 절단하여 시스템 및 에너지 비용 절감
- 두꺼운 스테인리스 스틸 은 매우 높은 순도를 필요로 하며, LC N2 발생기는 최대 99.999%를 제공하도록 설계되었습니다.
작업에 적합한 순도 수준을 선택하는 것은 현장 질소 생성에서 가장 큰 비용 절감 레버 중 하나입니다.
질소 비용을 유발하는 요인과 공급되는 질소가 본질적으로 더 비싼 이유를 알아보려면 질소의 실제 비용에 대한당사의 기사를 읽어보십시오.
레이저 절단용으로 특별히 설계된 LC N₂ 발생기는 제조업체에 현장에서 직접 신뢰할 수 있는 고성능 질소 공급원을 제공하여 현대식 파이버 레이저가 요구하는 순도, 압력 및 안정성을 제공합니다.
✔ 절단 요구 사항에 맞는 고순도 질소(99.95-99.999%)
✔ 깨끗하고 버가 없는 가장자리를 위한 일관된 고압 출력
✔ 손쉬운 설치를 위한 컴팩트한 완전 통합 설계
✔ 공급되는 질소에 비해 Nm³당 비용 절감
✔ 실린더, 벌크 탱크 및 배송 일정에 대한 완전한 독립성
절단 품질을 극대화하고 운영 비용을 절감하며 질소 공급을 완벽하게 제어하려는 경우 LC N₂ 발생기는 작업 지원을 위해 특별히 제작되었습니다.
- LC MIX: 질소와 제어된 양의 산소를 혼합하여 두껍거나 까다로운 소재에서 보다 깨끗하고 선명하며 빠른 절단을 제공하면서 사후 가공의 필요성을 줄입니다.
- LC GUARD: 모든 보조 가스에서 입자, 오일 및 기타 오염 물질을 필터링하여 절단 헤드를 보호하고 절단 품질을 유지하며 비용이 많이 드는 가동 중단 시간을 방지합니다.
현장에서 질소를 공급 방법으로 선택하면 다음 단계는 레이저의 요구 사항과 생산 목표에 맞는 올바른 시스템 크기를 결정하는 것입니다.
올바른 시스템 크기를 결정하려면 다음을 이해해야 합니다.
- 순도에 대한 요구 사항
- 최대 유량 요구 사항
- 필요한 압력
- 운전 시간
- 소재 혼합
- 현재 질소 사용량
적절한 크기의 시스템에는 연속 유량과 피크 유량 모두를 위해 설계된 발전기, 컴프레서, 저장 탱크가 포함됩니다. 일반적인 ROI 범위는 12-36개월이며, 처리량이 많은 작업장에서는 더 빠릅니다.
