교량이나 고층 건물과 같은 대규모 인프라 프로젝트에서 구조용 강재의 가공 품질은 프로젝트의 안전과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 특히 강판 및 구조용 강재 부품의 절단 정밀도와 모서리 품질은 후속 조립 및 용접 공정의 원활한 진행을 위한 기반이 됩니다. 최근 구조용 강재 제작 업체에서 레이저 절단 기술 도입이 꾸준히 증가하고 있는 것은 우연이 아닙니다. 기존 가공 방식과 비교했을 때, 레이저 절단 기술은 고정밀의 복잡한 부품 가공에 대한 적응성이 뛰어나 현대 엔지니어링에서 요구하는 정교한 구조용 강재 제조 요건을 정확히 충족합니다. 본 글에서는 구조용 강재 생산에서 레이저 절단 기술의 핵심 가치, 대표적인 적용 사례, 그리고 공정 선택의 기본 원리에 대해 자세히 살펴봅니다.

구조용 강재 가공의 특징은 무엇인가요?

구조용 강철 제조는 다음과 같은 일반적인 특징을 나타냅니다.

주요 소재는 산업 현장에서 널리 사용되는 탄소강과 저합금강입니다. 그러나 탄소 함량의 차이로 인해 절삭 공정 중 열 입력 제어에 대한 요구 사항이 다릅니다. 판재 두께는 수십 밀리미터에서 수백 밀리미터에 이르기까지 다양하며, 부품은 크기가 크고 무게가 나가는 경우가 많습니다. 따라서 절삭 공정은 정밀도를 확보하는 동시에 생산 효율성과 현장 작업의 실현 가능성 사이에서 균형을 유지해야 합니다. 실제 엔지니어링 조립에서는 밀리미터 수준의 오차조차도 정밀한 용접 정렬을 방해하거나 전체 구조적 안정성을 저해할 수 있기 때문입니다.

따라서 절삭 방법은 안정적이고 반복 가능하며 산업 규모 생산에 적합해야 합니다.

철골 구조물 제조에 있어 금속 레이저 절단기 의 장점은 무엇입니까 ?

그렇다면 레이저 절단이 다양한 절단 공정 중에서 구조용 강재 가공에 가장 선호되는 솔루션 중 하나로 꼽히는 이유는 무엇일까요? 모든 강재 가공 상황에 적합한 것은 아니지만, 구조용 강재 제조의 핵심 요구 사항을 정확하게 충족하기 때문입니다.

1. 높은 절단 정밀도

레이저 절단기는 마이크론 수준의 반복 정밀도를 구현합니다. 제가 참여했던 교량 철골 부품 프로젝트에서 이러한 장점이 확연히 드러났습니다. 기존 절단 방식은 종종 구멍 정렬 불량을 초래하여 정밀한 볼트 조립을 어렵게 했습니다. 하지만 레이저로 절단한 부품은 현장 정렬 효율을 크게 향상시켰습니다. 이러한 정밀도 덕분에 조립 과정에서 수정 작업이 대폭 줄어들었습니다.

2. 2차 가공 감소

이음매 없는 절단면은 용접 전에 추가적인 연마 작업이 필요 없으므로 "원스텝 성형"이 가능하여 2차 가공과 관련된 노동력과 시간 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

3. 복잡한 형상의 유연한 처리

연결판, 브래킷, 보강재와 같은 부품들은 종종 불규칙한 슬롯, 촘촘한 구멍 패턴, 복잡한 윤곽을 가지고 있습니다. 기존의 금형 기반 가공 방식은 상당한 초기 투자 비용이 필요하며, 여러 배치 생산이나 소량 맞춤 제작 요구에 적응하는 데 어려움을 겪습니다. CNC 파이버 레이저 절단기는 금형 교체의 필요성을 없애주어 간단한 프로그램 조정만으로 다양한 모양과 구성의 부품을 가공할 수 있게 해줍니다. 이러한 장점은 특히 조립식 건축 부품의 대량 생산에서 두드러지게 나타납니다.

4. 대량 생산에서의 일관된 품질

이러한 장점은 대량 생산 환경에서 더욱 두드러집니다. 적절한 절삭 매개변수를 설정하면 수십 개 또는 수백 개의 부품을 가공하더라도 일관된 치수 정확도와 모서리 품질을 유지할 수 있습니다. 이는 기존 방식에서 발생하는 인적 조작 차이로 인한 품질 편차를 제거합니다.

철골 구조물에서 레이저 절단기의 일반적인 적용 분야

레이저 절단기는 일반적으로 다음과 같은 구조용 강철 분야에 사용됩니다.

1. 보 및 기둥용 강판 절단

보, 기둥, 기초판에 사용되는 강판은 일반적으로 정밀한 치수와 구멍 패턴을 요구합니다. 설계 사양을 정확히 충족해야 할 뿐만 아니라, 미리 절단된 구멍과 불규칙한 홈이 후속 연결 부재에 정확하게 맞아야 합니다. 고층 건물의 철골 구조물 제작에서 이러한 부재의 절단 품질은 구조물의 수직성과 하중 지지력에 직접적인 영향을 미칩니다.

2. 연결판 및 브래킷 제작

레이저 광섬유 절단기는 슬롯, 구멍 및 복잡한 윤곽을 가진 커넥터를 제작하는 데 적합합니다.

3. 용접 전 부품 준비

레이저 절단 부품은 용접 전 조립을 용이하게 하여 전반적인 제조 품질을 향상시킵니다.

4. 조립을 위한 구멍 및 홈 가공

정밀한 구멍 가공은 볼트 정렬 정확도를 높이고 현장 설치 시간을 단축합니다.

금속 레이저 절단기 vs. 기존 절단 방식

구조용 강재 절단 분야에서 화염 절단이나 플라즈마 절단과 같은 전통적인 공정은 여전히 각자의 용도에 맞게 사용되고 있습니다. 산소 연료 절단은 초후판 가공 능력 덕분에 중장비 제조 분야에서 여전히 주류를 이루고 있습니다. 하지만 열영향부가 크고 절단 정밀도가 제한적이어서 고정밀 부품 제작에는 적합하지 않습니다. 플라즈마 절단은 산소 연료 절단보다 절단 속도가 훨씬 빠르기 때문에 중후판 가공에서 더 높은 효율을 제공하지만, 마찬가지로 열 변형이 비교적 심하게 발생합니다. 그렇다면 레이저 절단의 적용 범위는 어떻게 정의해야 할까요?

수년간의 산업 연구와 비교 공정 실험을 바탕으로, 레이저 절단은 높은 정밀도, 복잡한 형상 또는 여러 배치에 걸쳐 일관된 품질이 요구되는 가공에서 그 장점이 두드러지게 나타납니다. 실제로 대부분의 대규모 구조용 강재 생산 공장에서는 부품 두께, 정밀도 요구 사항 및 생산량에 따라 레이저 절단과 기존 방식을 통합하여 사용합니다. 예를 들어, 화염 절단은 두꺼운 판재의 거친 절단에 사용되고, 레이저 절단은 후속적인 정밀 트리밍 및 복잡한 단면 가공에 사용됩니다. 이러한 통합 접근 방식은 비용 관리, 품질 및 효율성의 균형을 유지합니다.

구조용 강철 제조에 최적화된 레이저 절단 솔루션

모든 강철 레이저 절단기가 구조용 강철 가공에 적합한 것은 아닙니다. 주요 요구 사항은 다음과 같습니다.

중두께에서 두꺼운 강판을 절단할 수 있는 충분한 레이저 출력

장시간 작업 중에도 안정적인 절삭 성능

크고 무거운 강판을 처리할 수 있는 견고한 기계 구조

산업 환경에 적합한 신뢰할 수 있는 부품

많은 가공 업체들이 "출력이 높을수록 좋다"는 잘못된 생각에 빠져 생산 공정에 맞는 장비의 적합성을 간과하고 있습니다. 최대 출력만을 기준으로 장비를 선택하는 것은 실용적인 접근 방식이 아닌 경우가 많습니다. 구조용 강재 가공 공장의 경우, 레이저 절단 장비 설계는 실험실 환경이 아닌 실제 생산 요구 사항에 초점을 맞춰야 합니다. 실제로, 가공하는 부품의 구성이 그 정도의 출력을 필요로 하지 않아 고출력 장비에 투자했지만 제대로 활용하지 못하는 사례를 종종 볼 수 있습니다.

저희 팀의 GR-H 시리즈 레이저 절단기는 구조용 강철 제조 분야에 특화하여 개발되었으며, 다음과 같은 핵심적인 문제점을 해결하도록 설계되었습니다.

1. 철강 구조 산업을 위한 올인원 솔루션: 이 기계는 빔 절단, 웨브 및 플랜지 드릴링, 플랜지 베벨링, 용접 구멍 절단 및 마킹을 포함한 다양한 가공 기능을 통합하여 모든 구조용 강철 제작 요구 사항을 충족하는 원스톱 솔루션을 제공합니다.

2. 다양한 소재와의 호환성: 프로파일, 판재 및 튜브를 처리할 수 있어 철강 구조 산업에 생산성 향상을 위한 통합적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

3. 듀얼 워크스테이션, 동시 절단 및 적재: 듀얼 워크스테이션 레이아웃은 작업 공간을 분할하여 안정적이고 효율적이며 간소화된 생산을 위해 동시 절단 및 적재를 가능하게 합니다.

많은 고객사들이 GR-H 레이저 절단기를 도입함으로써 생산상의 어려움을 극복했습니다.

레이저 절단은 구조용 강재 제조에 필수적인 가공 방식으로 자리 잡았으며, 특히 높은 정밀도, 일관성 및 부품 설계 유연성이 요구되는 분야에 적합합니다. 철강 가공 산업에 종사하시면서 현재의 강재 가공 요구 사항에 대해 논의하거나 구조용 강재 제조에 적합한 레이저 절단 솔루션을 찾고 계신다면 언제든지 저희 팀에 문의해 주십시오. 풍부한 현장 경험을 바탕으로 기술 지원과 실질적인 조언을 제공해 드리겠습니다.