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SuperSpeed™ Technology

SuperSpeed 기술은 고객의 레이저 조각 및 마킹 작업에서 레이저 시스템의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 고유한 기능을 제공합니다. 이 특허 받은 기술은 처음부터 고객의 이익을 구현하도록 설계되었으며 고객에게 다음과 같은 장점을 제공합니다.

• 레이저 재료 가공 처리량 향상

• 신뢰성과 가동 시간 개선

• 최상의 레이저 재료 가공 유연성 제공

• 더 높은 해상도 구현

• 사용 편의성

SuperSpeed 작동 원리

레이저 플랫폼에 동일한 전력의 2개의 CO2 레이저 소스가 장착된 경우, 광학 결합으로 인해 하나의 S 편광 빔이 생성되고 다른 하나는 P 편광 빔이 생성됩니다. SuperSpeed의 구성 요소는 이러한 편광 차이를 사용하여 각 레이저의 초점 위치를 독립적으로 제어합니다. 이를 구현하기 위하여 TFP (Thin Film Polarizer)를 빔 경로에 배치합니다. TFP를 사용하면 P 편광 레이저는 투명하게 통과하고 S 편광 빔은 반사됩니다. 정밀 작동기가 기계 연결부에 부착되어 두 빔 사이의 각도를 제어합니다. 캐리지의 초점 광학 장치가 이러한 각 빔의 초점을 가공 영역 내의 약간 다른 위치에 맞추게됩니다.

벡터 모드에서 SuperSpeed 기술의 구성

S 편광과 P 편광 레이저 빔이 동시에 작용하며 각 빔이 서로 다른 경로를 사용하지만 동일한 위치의 초점에 맞춰지게됩니다.

래스터 모드에서 SuperSpeed 기술의 구성

SuperSpeed 기술은 광학 장치를 회전시켜 두 개의 빔의 각도를 조정합니다. 각 빔이 가공 영역 내에

약간 다른 위치에 초점이 맞춰지게 됩니다. 광학 장치가 많이 회전할수록 초점의 위치가 더 크게 벌어집니다.

레이저 가공 처리량 향상

래스터 모드에서 Carriage는 X축을 따라 양방향으로 이동하는 동안에 레이저는 조각 및 마킹 작업을 진행합니다. 일반적인 레이저 시스템은 레이저 에너지를 단일 지점에 집중시켜 재료가 한 번에 한 라인씩 가공되도록 합니다. 이것은 여러 레이저를 사용하는 단일 빔 시스템에서도 마찬가지입니다. 모든 레이저 에너지가 제한적으로 단일 지점에 초점을 맞춥니다. SuperSpeed 기술 모듈은 각 레이저 빔에 대해 하나씩, 총 2개의 초점 지점을 생성하여 이러한 한계를 극복합니다. 즉, 레이저 시스템이 한 번에 2개의 래스터 라인을 만들 수 있으므로 시스템 생산성이 크게 향상됩니다.

SuperSpeed 기술은 Universal Laser Systems 만의 고유한 기술입니다. SuperSpeed가 없는 단일 빔 레이저 시스템으로 처리량을 크게 향상시킬 수 있는 유일한 방법은 여러 대의 레이저 시스템을 구매하여 운영하는 것으로 이 방법은 시스템 구매 비용이 증가하고 설치 및 운영에 필요한 공간이 늘어나게됩니다.

SuperSpeed 사용하지 않은 작업 (좌)과 사용한 작업 (우)

SuperSpeed 기술을 사용하여 레이저 빔이 절반의 횟수로 래스터 작업을 하기 때문에 더 빠른 작업 속도를 지원합니다.

지난 몇 년 동안, 레이저 시스템 제조업체들은 더 빠른 래스터 작업 속도를 위해 서로 경쟁해왔으며 표면적으로 이것은 빠른 래스터 속도가 더 높은 처리량을 의미한다는 관점에서 논리적 발전처럼 보여집니다. 그러나 실제로 상황은 훨씬 더 복잡하고 때때로 더 높은 최고 속도가 작업 품질에 미치는 영향이 무시됩니다. 모든 CO2 레이저는 펄스가 분배될 수 있는 속도에 의해 제한됩니다. 높은 래스터 속도에서 CO2 레이저는 X축에 퍼져 에너지 밀도를 낮추는 레이저 펄스로 이어지는 움직임을 따라잡기 여럽습니다. 이에 따라 인공적인 번짐 효과를 생성하여 래스터 프로세스의 품질을 상당히 저하시킵니다.

Anodized aluminum의 단일 레이저 펄스 폭 확대 샷

저속 펄스 (좌) : 105㎛, 고속 펄스 (우) : 184㎛

고속 펄스에 번짐 효과를 확인할 수 있습니다.

SuperSpeed 기술을 사용하면 레이저 시스템이 이러한 번짐 효과 없이 매우 높은 처리량을 구현하여 이미지를 빠르게 생성하고 고품질을 유지할 수 있습니다.

신뢰성과 가동 시간 개선

모든 성능 및 품질의 장점 이외에도 SuperSpeed 기술은 시스템 수명을 늘리고 유지 관리 비용을 줄입니다. 대부분의 서비스 요청이 Carriage의 움직임과 관련한 베어링, 풀리, 벨트 및 휠과 같은 부품에서 발생하기 때문입니다. SuperSpeed 기술을 사용하면 Carriage가 매번 두 번째 라인을 건너뛰고 한 번의 stroke로 2개의 래스터 라인을 가공할 수 있어 기계적 마모를 절반으로 줄일 수 있습니다. 이로써 예정된 정비 작업이 줄어 서비스 비용을 줄이고 레이저 시스템 가동 시간을 증가시킵니다.

최고의 레이저 재료 가공 유연성 제공

어떤 재료는 더 높은 이미지 밀도에 더 잘 반응하는 반면에 다른 재료는 더 낮은 이미지 밀도에서 장점을 나타냅니다. SuperSpeed 기술을 사용하면 하드웨어를 수정하지 않고도 이미지 밀도를 조정할 수 있습니다. 또한 SuperSpeed 기술은 벡터 마킹 및 커팅 작업을 위해 2개의 빔이 서로 겹치도록 재구성할 수 있습니다. 이것은 결합된 2개의 레이저 출력을 하나의 위치에 가져와서 벡터 커팅 및 마킹 작업의 처리량을 극대화합니다. 모든 조정은 사용자의 개입없이 자동으로 이루어집니다.

Superspeed 기술은 또한 편광을 통해 고유한 가공 능력을 구현합니다. 사용자는 래스터 및 벡터 프로세스 모두에 S와 P 편광 레이저가 제공하는 전력량을 선택할 수 있습니다. 벡터 프로세스에서 두가지 구성 요소를 모두 사용하면 X축과 Y축을 따라 동일한 치수를 갖는 마킹과 커팅 작업이 이루어집니다. 단일 레이저 소스를 사용하여 한 방향으로 더 얇은마킹 작업도 가능합니다. 래스터 가공에서 재료는 P와 S 편광 마크를 교대로 적용하여 흥미로운 시각적 및 물리적 효과를 구현할 수 있습니다.

더 높은 해상도 구현

SuperSpeed 기술을 사용하면 ULS 레이저 시스템이 다른 방법으로는 불가능할 더 높은 해상도의 레이저 재료 가공을 할 수 있습니다. 일부 재료에서는 품질과 처리량을 모두 향상 시킬 수 있습니다.

예를 들어 Microsurface plastic 재료는 고대비 마킹 작업을 위하여 특별히 설계되었습니다. 이 재료를 SuperSpeed가 아닌 레이저 시스템에서 낮은 해상도를 사용하여 래스터 마킹 작업을 하면 각각의 래스터 라인 사이에 뚜렷한 줄무늬가 남게됩니다. 해상도가 높을수록 이러한 줄무늬가 남지 않지만, 가공 속도가 더 느려지게됩니다.

Superspeed 기술은 래스터 라인 사이에 줄무늬를 남기지 않고 고해상도의 많은 래스터 라인을 만들 수 있는 추가 해상도를 지원합니다. 이러한 래스터 라인의 감소화 이외에도 2배로 향상된 작업 처리량으로 엄청난 장점을 제공합니다.

Microsurface Plastic 재료의 래스터 마킹 비교

세번째 결과물은 SuperSpeed 기술을 사용하여 높은 처리량을 유지하면서 id5에서 우수한 품질을 보여줍니다.

쉬운 사용법

SuperSpeed는 ULS의 생산라인에서 시스템 제조와 동시에 탑재됩니다. 이 기능의 사용 여부는 레이저 시스템 구동 중에 사용자가 직접 체크박스를 통해 선택할 수 있습니다. 모듈은 벡터 프로세스를 위해 두 빔을 자동으로 결합하거나 각 이미지 밀도에 적합한 정도로 각 빔을 편합시킵니다. 전체 공정은 매우 간단하며 조정이 필요한 경우 소프트웨어는 공정을 신속하게 처리할 수 있도록 몇 가지 사용하기 쉬운 도구를 제공합니다.

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