배치 생산에서의 레이저 가공 – 정밀하고, 효율적이며, 공정 안정성 보장

EMAG는 레이저 용접부터 레이저 세정, 레이저 코팅에 이르기까지 광범위한 레이저 가공 솔루션을 제공합니다. 이러한 공정은 최고의 부품 품질, 최소한의 비가동 시간, 그리고 기존 제조 시스템과의 직접적인 통합을 가능하게 합니다.

세 가지 다양한 공정: EMAG의 레이저 가공

레이저 용접: 재가공 없이 무게를 최적화한 부품

레이저 용접은 최소한의 열 입력과 높은 재현성으로 정밀 부품을 접합할 수 있게 해줍니다. 특히 변속기 제조 분야, 예를 들어 기어 휠 및 클러치 본체를 접합할 때 이 공정은 더 콤팩트한 부품과 저소음 수동 변속기를 구현합니다. 용접 전에 부품을 완전히 가공할 수 있으므로 번거로운 후가공 과정이 필요하지 않습니다. EMAG ELC 레이저 용접기는 표준화된 플랫폼을 기반으로 구축되어 있으며, 부품별 맞춤형 제조 시스템으로 유연하게 구성할 수 있습니다.

레이저 세정: 빠르고, 유지보수가 적으며, 생산 라인에 직접 통합 가능

레이저 세정은 세정제를 사용하지 않고 고에너지로 냉각수, 산화물 및 오염 입자를 포함한 이물질을 기화시킵니다. 발생하는 잔류물은 배출 시스템을 통해 필터 또는 촉매 시스템을 통해 중화됩니다. 그 결과, 공정 안정성이 높고 잔류물이 없는 표면이 만들어지며, 이는 레이저 용접과 같은 후속 가공 공정에 이상적인 준비 상태를 제공합니다. 이 공정은 제조 시스템 에 완벽하게 통합될 수 있으므로, 긴 부품 이동 과정과 비용이 많이 드는 비생산 시간이 사라집니다.

레이저 코팅: 극한의 부하에 견디는 고품질 보호 코팅

레이저 코팅(LMD – Laser Metal Deposition)은 정의된 형상과 높은 접착력을 갖춘 금속 결합 보호 코팅을 생성합니다. 주요 적용 분야는 브레이크 디스크 제조입니다: 기공 및 균열이 없는 초경합금 코팅을 통해 브레이크 디스크의 수명을 두 배로 늘리고 브레이크 먼지를 유로 7 기준치 수준으로 줄일 수 있습니다. 차량 등급에 따라 단층 및 2층 시스템이 제공됩니다. 최대 95%에 달하는 높은 분말 활용도는 이 공정을 자원 효율적인 것으로 만듭니다.

EMAG의 ELC 450 LMD에서 브레이크 디스크에 레이저 코팅을 적용하고 있습니다. 이 장비는 마찰 링에 티타늄 카바이드 코팅을 입힙니다. — 브레이크 디스크에 레이저 코팅을 적용 중인 ELC 450 LMD. 이 공정은 마모와 브레이크 분진을 현저히 줄여주는 정밀한 보호 코팅을 형성합니다. 유로 7 규정을 준수하는 양산에 이상적입니다.

장점

디지털로 모니터링 가능한 공정: 용접 두께, 레이저 출력, 용융 풀 크기 등의 공정 파라미터를 인라인으로 측정할 수 있어 배치 생산 과정에서 완벽한 품질 보증이 가능합니다.
완벽한 공정 통합: 레이저 용접, 레이저 세정 및 레이저 코팅 공정을 기존 생산 라인에 원활하게 통합할 수 있어, 부품 이동이 필요 없고 사이클 타임을 최소화합니다.
세정 시 소모품 불필요: 레이저 세정은 세정제가 필요 없고, 잔여물을 발생시키지 않으며 유지보수가 적게 들어 운영 비용을 절감하고 환경을 보호합니다.
코팅 시 높은 코팅 품질: LMD 공정은 최대 95%의 분말 활용도를 통해 금속학적으로 결합된, 기공 및 균열이 없는 코팅층을 생성합니다. 이는 자원 효율적이며 재현성이 뛰어납니다.
레이저 용접을 통한 새로운 설계 자유도: 주물 소재와 고경도 강철 등 서로 다른 소재의 접합은 새로운 부품 형상과 더 가벼운 구조를 가능하게 하여 차량의 효율성을 높입니다.
부품 변형 최소화: 레이저 빔의 정밀한 에너지 제어 덕분에 열 유입이 적어, 변형이 적고 치수 정밀도가 높은 부품을 얻을 수 있습니다.

레이저 가공에서는 고에너지 레이저 빔을 사용하여 최소한의 열 입력으로 높은 재현성을 유지하며, 재료를 정밀하게 접합, 세정 또는 코팅합니다. 공정에 따라 레이저 빔은 재료를 용융(용접), 불순물을 기화(세정)하거나 부품 표면에 금속 분말을 용융(코팅)하는 데 사용됩니다. 에너지를 정밀하게 조절할 수 있어 레이저 가공은 배치 생산되는 정밀 부품에 특히 적합합니다.

레이저 가공은 Steel, 주철, 스테인리스강 및 다양한 합금을 포함한 광범위한 금속 소재에 적합합니다. 대표적인 부품으로는 기어 휠 및 클러치 본체(레이저 용접), 브레이크 디스크(레이저 코팅)와 같은 변속기 부품, 그리고 후속 가공 전에 냉각수와 산화물을 제거해야 하는 부품(레이저 세정)이 있습니다. 이 공정은 엄격한 공차를 준수하고 변형을 최소화해야 할 때 특히 유용합니다.

EMAG는 세 가지 상호 보완적인 레이저 가공 공정을 제공합니다: 구동계 및 섀시 부품 접합을 위한 레이저 용접, 기존 세척기에 비해 공간을 절약하는 대안인 레이저 세정, 그리고 기능성 보호 코팅층을 형성하기 위한 레이저 코팅(LMD)입니다. 이 세 가지 공정 모두 표준화된 제조 시스템에 통합되고 서로 조화를 이룰 수 있습니다.

실무에서 검증된 공정 체인은 개별 부품의 전처리로 시작되며, 이어서 접합 또는 코팅 표면을 잔류물 없이 준비하기 위한 레이저 세정이 수행됩니다. 그 후 내마모성 표면을 생성하기 위해 레이저 용접 또는 레이저 코팅이 진행됩니다. 코팅된 브레이크 디스크의 경우, 표면 거칠기를 요구되는 치수 공차 범위 내로 조정하는 연마 공정이 뒤따릅니다. 전체 공정은 비가동 시간을 최소화하고 인라인 품질 보증을 수행할 수 있도록 설계되었습니다.

EMAG는 레이저 용접을 위해 표준화된 플랫폼을 기반으로 하며 부품별로 구성할 수 있는 ELC 기계 시리즈를 사용합니다. 레이저 코팅은 특히 배치 생산에서 브레이크 디스크 열후 코팅을 위해 특별히 설계된 ELC 450 LMD를 비롯한 장비에서 수행됩니다. 레이저 세정 모듈은 컴팩트하게 제작되어 기존 제조 시스템에 직접 통합할 수 있습니다. 문의해 주십시오 – 귀사의 용도에 적합한 기계 구성에 대해 상담해 드리겠습니다.

레이저 용접의 경우, 열 입력량이 적어 뒤틀림이 적은 접합부가 형성되며, 이는 추가 가공 없이 바로 조립에 사용할 수 있습니다. 레이저 코팅 시 100–250 µm 두께의 기공 및 균열 없는 고품질 코팅층이 생성되며, 후속 연마 공정을 통해 표면 거칠기를 60 µm에서 기능적으로 필요한 5 µm 수준으로 낮출 수 있습니다. 레이저 세정은 세정제 잔류물 없이 공정 안정성이 보장된 청결도를 달성합니다. 모든 공정 파라미터는 인라인으로 모니터링 및 문서화할 수 있습니다.

레이저 가공은 여러 측면에서 총 운영 비용을 절감합니다: 레이저 세정 공정이 생략되어 소모품 및 잔여물 처리가 필요 없습니다. 레이저 코팅의 경우, 최대 95%에 달하는 분말 활용률로 인해 재료 손실을 크게 줄일 수 있습니다. 데이터 기반의 공정 통합을 통해 후속 연마 공정의 연마 휠 마모를 최대 30%까지 줄일 수 있습니다. 결과적으로 사이클 타임이 단축되고 설비 가동률이 향상되어 훨씬 더 효율적인 공정 체인이 구축됩니다.