알루미늄 빔 열팽창: 레이저 절단기 정밀도 및 개선 조치에 미치는 영향

Part 01 레이저 절단기의 알루미늄 빔 확장 과제

레이저 절단기는 강철 베드와 알루미늄 빔을 결합하는 경우가 많습니다.강철은 안정성을 제공하고 알루미늄의 가벼움은 고속 작동을 지원합니다.이점에도 불구하고 이 혼합은 온도 변화에 따른 팽창률의 차이로 인해 기계의 정확도를 감소시킬 수 있습니다.

1.1 빔과 레일의 동기화 유지

알루미늄 빔은 기계의 절단 헤드를 움직이고 강철 레일과 랙에 부착됩니다.이들 금속은 온도 변화에 따라 다르게 팽창합니다.중국에서는 낮과 밤의 기온차가 10°C로, 2미터 빔이 0.2mm의 차이를 볼 수 있습니다.시간이 지남에 따라 볼트가 느슨해지고 레일이 잘못 정렬되어 기계의 정밀도에 영향을 미칠 수 있습니다.

1.2 빔과 베드 정렬 유지

또한 정확한 Y축 이동을 위해서는 빔이 강철 베드와 정렬된 상태를 유지해야 합니다.상당한 온도 변화로 인해 금속은 다르게 팽창하거나 수축할 수 있습니다.이로 인해 볼트가 느슨해지고 구성 요소가 잘못 배치되어 구동 모터의 정렬에 영향을 미치고 기어 수명이 단축될 수 있습니다.

결론적으로, 일정한 온도 변동으로 인해 볼트가 느슨해지고 강철-알루미늄 부품이 옮겨질 수 있습니다.이는 기계의 정밀도와 안전성에 영향을 미칩니다.알루미늄의 장점은 분명하지만 강철에 비해 팽창률이 높으면 작동 정확도가 저하될 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 발생하는 문제 일반적으로 열팽창이 정밀도에 미치는 영향은 천천히 나타납니다.그러나 기계가 다른 기후로 이동하면 변화가 갑작스럽고 심각할 수 있습니다.빔이 길수록 정밀도에 미치는 영향은 더욱 두드러집니다.

고속 절단에 있어 알루미늄의 이점을 활용하는 동시에 팽창 특성을 해결하는 것이 중요합니다.과거에는 레이저 절단기가 최신 기술이었기 때문에 정밀도는 그다지 중요하지 않았습니다.그러나 정확성에 대한 요구가 증가함에 따라 알루미늄의 확장에 대처할 필요성이 더욱 시급해지고 있습니다.일부 제조업체는 이러한 문제를 피하기 위해 강철 빔으로 전환하여 알루미늄의 이점을 희생했습니다.정밀도를 유지하려면 알루미늄의 열팽창을 관리하는 솔루션을 찾는 것이 중요합니다.

Part 02 개선 전략

기계 엔지니어는 열팽창률이 서로 다른 재료를 함께 사용하는 데 따른 어려움을 인식하고 있습니다.레이저 절단기에서 이를 극복하기 위해 우리는 이러한 재료가 공존해야 하는 전략을 개발했습니다.일반적인 접근 방식 중 하나는 '보상 방법'이지만, 우리가 논의하고 있는 알루미늄 빔에는 이 방법이 작동하지 않습니다.

저는 알루미늄 빔의 팽창이 기계 정확도에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 솔루션이 있다고 확신합니다.코로나19 팬데믹 기간 동안 사용된 격리 전술에서 영감을 받아 유사한 접근 방식을 기계에 적용할 수 있습니다.알루미늄의 고유한 특성을 변경할 수 없기 때문에 중요한 장비 부품에서 빔의 팽창을 격리하여 작동 정밀도를 유지하는 구조를 설계했습니다.우리는 이것을 '격리 방법'이라고 부릅니다.

2.1 격리 구조 적용

2.1.1 빔, 레일, 랙의 경우: 기존의 레일과 랙을 알루미늄빔에 부착하는 방식을 변경하였습니다.이제 먼저 빔에 설치 슬롯을 만들고, 전처리된 강대를 삽입한 후 볼트로 고정합니다.그런 다음 정밀도를 유지하기 위해 레일과 랙을 이 스트립에 장착합니다.

2.1.2 빔과 베드 정렬의 경우: 빔의 원래 연결판을 사용하는 대신 이를 위해 설계된 별도의 철판으로 전환했습니다.이 새로운 플레이트는 기계 구조에 고정되며 조립 중에 정밀도가 조정됩니다.

2.2 격리 구조의 작동 방식

2.2.1 팽창률이 다른 재료를 함께 누르면 온도 변화에 따라 서로 움직일 수 있습니다.이 움직임은 기계 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.

2.2.2 절연 구조를 적용하면 추가된 인터페이스에서 열팽창이 흡수됩니다(다이어그램 참조).강철과 알루미늄 재료는 두 가지 별개의 인터페이스를 형성합니다.강철 인터페이스는 균일한 팽창률 덕분에 온도 변화에 따라 많이 움직이지 않습니다.그러나 알루미늄 인터페이스는 움직이지만 우리 구조는 이러한 움직임이 기계의 정밀도에 영향을 미치지 않도록 보장합니다.

2.3 격리의 이점

2.3.1 레일 및 랙에 대한 빔 연결의 경우: 격리 구조에 추가된 강철 스트립은 온도로 인한 모든 움직임을 억제하여 레일과 랙을 안정적으로 유지합니다.

2.3.2 빔을 침대에 연결하는 경우: 개조된 강철 베이스 플레이트가 기존 알루미늄 플레이트를 대체합니다.이는 동일하게 기능하지만 빔을 격리하기도 합니다.따라서 온도가 변해도 플레이트의 위치가 바뀌지 않아 구동 모터와 기어가 정확하게 정렬된 상태를 유지합니다.

이러한 솔루션에 집중함으로써 우리는 레이저 절단기의 정밀도를 저하시키지 않으면서 알루미늄 빔의 장점을 계속해서 누릴 수 있습니다.

03부 결론

알루미늄 합금은 온도 변화에 따라 눈에 띄게 팽창하고 수축합니다.이는 시간이 지남에 따라 레이저 절단기의 정밀도에 영향을 미칠 수 있습니다.격리 구조는 알루미늄이 열에 반응하는 방식을 바꾸지 않지만 기계의 중요한 부품을 이러한 영향으로부터 보호하여 정확성을 유지합니다.

이 솔루션은 간단하고 실용적입니다.우리의 기술 검토를 통해 그 건전한 근거와 타당성을 확인했습니다.그러나 실제 성능은 실제 생산 환경에서 테스트되어야 합니다.잘 작동하고 사용하면서 개선된다면 레이저 절단기를 정밀하게 유지하는 데 유용한 도구가 될 것입니다.이를 통해 레이저 절단 기술에서 알루미늄 빔의 이점을 계속 누릴 수 있습니다.