Civan, TU Wien, 동적 빔 레이저 용접 시뮬레이션에 협력

비엔나에 있는 Technical University Wien(TU Wien)의 레이저 전문가들은 예루살렘에 위치한 Civan Lasers와 협력하여 파괴적인 동적 빔 레이저 기술을 시뮬레이션했습니다. Civan의 동적 빔 레이저(DBL)의 메가헤르츠 수준 주파수를 모델링할 수 있는 최초이자 유일한 다중물리 시뮬레이션 소프트웨어인 이 작업은 이러한 빔 성형 레이저가 키홀 및 용융 풀 역학 제어에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 이해를 향상시킵니다.

"Civan 레이저의 빔 성형 기능은 오늘날의 까다로운 응용 분야에서 용접 품질과 속도를 향상시킬 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다."라고 TU Wien 생산 엔지니어링 및 포토닉 기술 연구소의 Andreas Otto 교수는 말했습니다. "이것은 레이저 재료 가공 기술의 미래를 형성하고 완전히 새로운 응용 분야의 개발을 여는 정말 중요한 발전입니다."

열쇠 구멍 및 용융 풀 역학에 대한 각 빔 모양 및 주파수의 영향에 대한 고유한 통찰력을 제공하는 이 시뮬레이션 도구는 공정 개발에서 중요한 역할을 하며 다양한 레이저 재료 가공 응용 분야에서 빔 모양 및 주파수를 최적화하는 데 도움이 됩니다. 현재 시뮬레이션은 간격이 있는 스테인리스 스틸 파이프의 맞대기 용접에 중점을 두고 있습니다. 향후 협력은 다양한 재료와 관련된 기타 용접, 드릴링 및 표면 처리 응용 분야를 대상으로 할 것입니다.

맞대기 이음 구성의 스테인리스강 파이프 용접은 특히 까다로웠습니다. 절단된 파이프 전면의 유한한 정밀도와 클램핑 시스템의 한계로 인해 작은 간격(수십 마이크론에서 수백 마이크론까지)이 발생했습니다. 표준 정적 레이저 소스에 의존하는 이 용접 공정에서는 충전재를 사용하지 않았으며 그 결과 접촉선에 틈이 생기고 용접 이음새 품질이 떨어졌습니다.

솔루션을 찾기 위해 Civan은 DBL을 실험한 후 TU Wien과 협력하여 프로세스를 시뮬레이션했습니다. 그 결과 특정 모양이 다른 모양보다 더 잘 작동하는 이유를 더 잘 이해할 수 있었습니다. 시뮬레이션은 또한 이 문제를 해결할 수 있는 대체 빔 모양을 설계하는 데 도움이 되었으며 이러한 상황에 적합한 빔 모양을 설계하는 방법에 대한 일반적인 지침 개발로 이어졌습니다.

Civan의 특허받은 간섭성 빔 조합은 움직이는 부품 없이 메가헤르츠 주파수에서 원하는 대로 빔 모양을 변조합니다. 광학 위상 배열 간섭성 빔 결합은 여러 단일 모드 레이저 빔을 하나의 더 큰 빔으로 병합합니다. 각 레이저는 원거리 필드의 다른 빔과 겹치는 자체 빛을 방출하여 DBL을 생성하기 위해 실시간으로 빔 모양을 조작하는 데 필요한 유연성을 제공하는 회절 패턴을 생성합니다. 위상 변조기를 사용하여 개별 빔을 제어함으로써 결과적인 간섭 패턴을 변경하여 빔 스폿 위치를 최대화하고 빔의 움직임에 따라 새겨진 다양한 모양 패턴을 생성할 수 있습니다.