커프와 절단 공차: 레이저 절단의 실제 정밀도

레이저는 폭이 없는 선을 따라 금속을 가르지 않습니다. 좁은 홈을 녹이고, 녹은 금속을 불어 냅니다. 이 홈의 폭이 커프(kerf)이며, 증기와 드로스로 빠져나가는 실제 재료입니다. 파이버 레이저의 커프는 박판에서 약 0.1 mm, 후판에서 0.5 mm 정도입니다. 부품의 모든 치수는 이 폭을 안고 절단되고, 레이저 정밀도에 대해 흔히 나오는 두 질문도 여기서 시작됩니다. 부품이 치수대로 나오는지, 그리고 끼워맞춤을 얼마나 정밀하게 잡을 수 있는지입니다.

커프는 두께에 따라 커지고, 가스와 속도에 따라 조금씩 달라집니다. 작업 기준값이며 보증값은 아닙니다.

많은 분이 여기서 헷갈립니다. 빔이 0.2 mm 폭을 깎아 낸다면 모든 구멍은 0.2 mm 커지고, 모든 외형은 0.2 mm 작아지지 않겠습니까? 기계가 선의 한가운데를 자른다면 그렇습니다. 하지만 그렇게 자르지 않습니다. CAM이 공구 경로를 각 윤곽의 올바른 쪽으로 커프의 절반만큼 옮기므로, 완성된 형상은 도면의 기준 치수에 맞게 나옵니다. 원하는 부품을 그대로 그리시면 됩니다. 커프 보정은 기계의 몫이고, 자동으로 처리됩니다.

커프를 보정하고 나면 남는 것은 기계와 소재의 정밀도입니다. 박판에서 파이버 레이저는 절단 형상을 약 ±0.1 mm로 유지하며, 추가 비용도 없습니다. 평판 부품의 구멍 크기, 구멍 간 거리, 외곽 형상은 작업 전체에서 가장 싸게 정밀도를 확보할 수 있는 곳입니다. 판이 두꺼워지고 열이 많아질수록 테이퍼와 열변형이 커지므로 공차도 넓어집니다.

중요 치수는 평판 부품의 절단 형상을 기준으로 잡으십시오. 레이저가 가장 정밀하고 가장 싸게 가공하는 곳입니다.

커프는 윗면이 아랫면보다 조금 넓어서 절단면에 작은 테이퍼가 생깁니다. 박판에서는 보이지 않지만, 10 mm 이상에서는 두께 방향으로 10분의 몇 mm 차이가 날 수 있어 압입 부품이나 면에 직각이어야 하는 핀에 영향을 줍니다. 열영향부(HAZ)도 있습니다. 절단면 바로 옆에서 금속이 고온을 겪은 아주 좁은 띠입니다. 파이버 레이저에서는 1 mm에 한참 못 미치는 폭이라 거의 모든 경우에 무시해도 되며, 열처리된 부품을 조립하거나 절단 후 가장자리를 기계가공할 때만 알아 두시면 됩니다.

양산에서 중요한 숫자는 부품 하나가 기준 치수에 얼마나 가까운가가 아니라, 1,000번째 부품이 첫 번째 부품과 얼마나 같은가입니다. 여기서 레이저가 진가를 발휘합니다. 같은 프로그램, 같은 네스팅이면 몇 개를 만들어도 같은 결과가 나오고, 수작업처럼 조금씩 틀어지는 일이 없습니다. 같은 셋업에서 함께 절단한 두 형상은 각각이 절대 기준 치수를 지키는 것보다 서로의 위치 관계를 훨씬 더 정밀하게 유지합니다. 그래서 끼워맞춤이 정확해야 한다면 가능한 한 맞물리는 두 형상을 같은 절단 부품에 두십시오. 둘 사이의 간격은 레이저가 보장합니다.

대부분의 부품은 이런 부분을 신경 쓸 필요가 없습니다. 레이저는 작업이 요구하는 수준보다 정밀하고, 커프는 고객이 보기 전에 이미 처리됩니다. 신경 쓸 곳은 끼워맞춰야 하는 몇몇 형상뿐입니다. 그 부위를 표시해 주시면 유지할 수 있는 공차를 알려 드리고, 공차가 빠듯한 곳은 커프와 테이퍼를 고려해 설계를 맞춥니다.

1. 01 끼워맞춰야 하는 치수 전부가 아니라 보어, 맞물리는 슬롯, 위치가 맞아야 하는 구멍 패턴만 알려 주십시오.
2. 02 두께와 재질 공차와 테이퍼 모두 두께에 따라 커집니다. 2 mm에서의 끼워맞춤과 15 mm에서의 끼워맞춤은 다릅니다.
3. 03 절단 후 기계가공 여부 보어를 리밍하거나 면을 밀링한다면 조금 작게 절단하고, 정밀도는 그 공정에 맡깁니다.