자동차 제조 산업에서 레이저 사용
1913년 헨리 포드가 자동차 제조 산업에 최초의 조립 라인을 도입한 이후, 자동차 제조업체들은 조립 시간 단축, 비용 절감, 수익 증대라는 궁극적인 목표를 달성하기 위해 끊임없이 공정 최적화에 노력해 왔습니다. 현대 자동차 생산은 고도로 자동화되었으며, 로봇은 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있습니다. 이제 레이저 기술이 이 공정에 통합되어 기존 도구를 대체하고 제조 공정에 많은 이점을 제공하고 있습니다.
자동차 제조 산업은 플라스틱, 섬유, 유리, 고무 등 다양한 소재를 사용하며, 이러한 소재는 모두 레이저를 사용하여 가공할 수 있습니다. 실제로 레이저 가공된 부품과 소재는 일반 차량의 거의 모든 영역에서 내외부적으로 사용됩니다. 레이저는 설계 및 개발부터 최종 조립에 이르기까지 자동차 제조 공정의 다양한 단계에 적용됩니다. 레이저 기술은 대량 생산에만 국한되지 않고, 생산량이 상대적으로 적고 특정 공정은 여전히 수작업이 필요한 고급 맞춤형 자동차 제조에도 적용되고 있습니다. 여기서 목표는 생산량을 늘리거나 가속화하는 것이 아니라, 가공 품질, 반복성, 신뢰성을 향상시켜 낭비를 줄이고 재료의 오용을 줄이는 것입니다.
레이저: 플라스틱 부품 가공의 강자
T레이저의 가장 광범위한 응용 분야는 플라스틱 부품 가공입니다. 여기에는 내부 및 대시보드 패널, 필러, 범퍼, 스포일러, 트림, 번호판, 라이트 하우징 등이 포함됩니다. 자동차 부품은 ABS, TPO, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, HDPE, 아크릴과 같은 다양한 플라스틱뿐만 아니라 다양한 복합재 및 라미네이트로 제작될 수 있습니다. 플라스틱은 노출되거나 도색될 수 있으며, 직물로 덮인 내부 필러나 강도 향상을 위해 탄소 섬유 또는 유리 섬유로 채워진 지지대와 같은 다른 소재와 결합될 수 있습니다. 레이저는 장착 지점, 조명, 스위치, 주차 센서용 구멍을 절단하거나 뚫는 데 사용할 수 있습니다.
투명 플라스틱 헤드램프 하우징과 렌즈는 사출 성형 후 남은 잔여물을 제거하기 위해 레이저 트리밍이 필요한 경우가 많습니다. 램프 부품은 일반적으로 광학적 투명성, 높은 충격 저항성, 내후성, 자외선 차단 기능을 갖춘 폴리카보네이트로 제작됩니다. 레이저 가공으로 인해 이 특정 플라스틱의 표면이 거칠어질 수 있지만, 헤드램프가 완전히 조립되면 레이저 커팅된 가장자리는 보이지 않습니다. 다른 많은 플라스틱은 고품질의 매끈한 표면으로 절단할 수 있어 후처리 세척이나 추가 수정이 필요 없는 깨끗한 가장자리를 남깁니다.
레이저 매직: 운영의 경계를 허물다
레이저 작업은 기존 공구로 접근하기 어려운 곳에서도 수행할 수 있습니다. 레이저 절단은 비접촉 공정이므로 공구 마모나 파손이 발생하지 않으며, 레이저는 최소한의 유지 보수만 필요하여 가동 중단 시간을 최소화합니다. 전체 공정이 밀폐된 공간에서 진행되므로 사용자의 개입이 필요 없으므로 작업자 안전이 보장됩니다. 움직이는 날이 없어 관련 안전 위험이 없습니다.
플라스틱 절단 작업은 작업 완료 시간에 따라 125W 이상의 출력을 가진 레이저를 사용하여 수행할 수 있습니다. 대부분의 플라스틱의 경우, 레이저 출력과 가공 속도는 선형 관계를 갖습니다. 즉, 절단 속도를 두 배로 높이려면 레이저 출력도 두 배로 높여야 합니다. 일련의 작업에 대한 총 사이클 시간을 평가할 때는 가공 시간도 고려하여 레이저 출력을 적절히 선택해야 합니다.
절단 및 마무리를 넘어: 레이저의 플라스틱 가공 능력 확장
플라스틱 가공에서 레이저는 절단 및 트리밍에만 국한되지 않습니다. 실제로 동일한 레이저 절단 기술을 플라스틱 또는 복합 소재의 특정 영역에서 표면 개질이나 페인트 제거에도 사용할 수 있습니다. 접착제를 사용하여 부품을 도장된 표면에 접착해야 하는 경우, 접착력을 높이기 위해 표면의 페인트를 제거하거나 표면을 거칠게 해야 하는 경우가 많습니다. 이러한 경우, 레이저는 갈바노미터 스캐너와 함께 사용되어 필요한 영역에 레이저 빔을 빠르게 통과시켜 벌크 소재를 손상시키지 않고 표면을 제거하기에 충분한 에너지를 제공합니다. 정밀한 형상을 쉽게 구현할 수 있으며, 제거 깊이와 표면 질감을 제어하여 필요에 따라 제거 패턴을 쉽게 수정할 수 있습니다.
물론 자동차가 완전히 플라스틱으로 만들어진 것은 아니며, 레이저는 자동차 제조에 사용되는 다른 소재를 절단하는 데에도 사용될 수 있습니다. 자동차 내장재는 일반적으로 다양한 섬유 소재로 구성되며, 그중에서도 실내 장식용 원단이 가장 두드러집니다. 절단 속도는 원단의 종류와 두께에 따라 달라지지만, 고출력 레이저는 그에 상응하는 속도로 절단합니다. 대부분의 합성 섬유는 깔끔하게 절단할 수 있으며, 가장자리가 밀봉되어 있어 이후 자동차 시트의 스티칭 및 조립 과정에서 해어짐을 방지합니다.
자동차 내장재의 경우, 천연 가죽과 합성 가죽도 같은 방식으로 절단할 수 있습니다. 많은 일반 차량의 내부 필러에 흔히 사용되는 직물 커버링 또한 레이저를 사용하여 정밀 가공하는 경우가 많습니다. 사출 성형 공정에서는 이러한 부품에 직물을 접착하고, 차량에 설치하기 전에 가장자리에서 여분의 직물을 제거해야 합니다. 이 또한 5축 로봇 가공 공정으로, 절단 헤드가 부품의 윤곽을 따라가며 직물을 정밀하게 다듬습니다. 이러한 경우 Luxinar의 SR 및 OEM 시리즈 레이저가 일반적으로 사용됩니다.
자동차 제조에서의 레이저 장점
레이저 가공은 자동차 제조 산업에 수많은 이점을 제공합니다. 일관된 품질과 신뢰성을 제공하는 것 외에도, 레이저 가공은 자동차 제조에 사용되는 다양한 부품, 소재 및 공정에 매우 유연하고 적응성이 뛰어납니다. 레이저 기술은 절단, 드릴링, 마킹, 용접, 스크라이빙, 어블레이션을 가능하게 합니다. 다시 말해, 레이저 기술은 매우 다재다능하며 자동차 산업의 지속적인 발전을 촉진하는 데 중요한 역할을 합니다.
자동차 산업이 지속적으로 발전함에 따라 자동차 제조업체들은 레이저 기술을 활용할 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 현재 자동차 산업은 전기 및 하이브리드 차량으로의 근본적인 전환을 겪고 있으며, 기존 내연 기관을 전기 구동계 기술로 대체하여 "전기 모빌리티"라는 개념을 도입하고 있습니다. 이를 위해 제조업체는 다양한 새로운 부품과 제조 공정을 도입해야 합니다.
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게시 시간: 2023년 7월 13일