레이저 절단은 영국 제조업에 혁명을 일으켰습니다. 웨스트 미들랜즈의 판금 가공업체, 브리스톨 인근의 항공우주 하청업체, 그리고 요크셔 전역의 자동차 프레스 가공 전문업체들은 모두 25mm 두께의 연강을 정밀하게 절단할 수 있는 파이버 레이저 시스템을 사용하고 있습니다. 그러나 놀랍게도 이러한 시설 중 상당수는 여전히 레이저 절단기를 표준 오일 윤활식 로터리 스크류 압축기에 연결하고 있으며, 절단 헤드와는 기본적인 인라인 필터만으로 분리되어 있습니다. 이러한 방식은 겉보기에는 문제가 없어 보일지 몰라도, 실제 절단 작업에서는 제 역할을 하지 못합니다.
원리는 간단합니다. 레이저 절단기의 보조 가스(이 경우 압축 공기)는 노즐 끝에서 세 가지 역할을 동시에 수행합니다. 용융된 재료와 슬래그를 절단면 밖으로 불어내고, 열영향부(HAZ)를 냉각하며, 광학 부품을 비산물로부터 보호합니다. 이 공기에 잔류 오일이 0.01mg/m³만 포함되어 있어도 플라즈마 플룸과 접촉 시 연소되어 절단면에 탄소질 막을 형성합니다. 스테인리스강이나 알루미늄의 경우 변색이 육안으로 확인 가능하며, 정밀 항공우주 부품의 경우 부품을 완전히 폐기해야 할 수도 있습니다.
바로 이러한 이유로 Han's Laser와 Hymson Laser를 포함한 주요 CNC 레이저 OEM 업체들은 설치 매뉴얼에서 오일 프리 스크류 공기 압축기를 권장 보조 장비로 명시하고 있습니다. 이들이 참조하는 표준은 ISO 8573-1 Class 0으로, 오일 함량이 검출되지 않는 제품입니다. Ever Power의 오일 프리 스크류 공기 압축기 시리즈는 이러한 사양을 충족하도록 설계되었으며, 이 글에서는 그 중요성, 기술적 구현 방식, 그리고 일반적인 영국 제조 환경에서의 실제 생산 데이터를 자세히 설명합니다.
레이저 절단에 오일 프리 컴프레서가 필수적인 이유
커프 청결도
보조 공기 중의 오일 증기는 3,000°C 이상의 온도에서 레이저 플라즈마와 반응합니다. 그 결과 생성된 탄화 잔류물은 절단면에 달라붙어 표면 조도가 Ra 3.2μm를 초과하게 되는데, 이는 영국 시장에서 대부분의 정밀 판금 가공에 허용되는 기준치의 두 배에 달합니다.
광학 렌즈 수명
오일 오염은 가공물에 그대로 남아있지 않습니다. 미세하게 분무된 오일 입자는 상류로 이동하여 초점 렌즈와 보호 창에 침착됩니다. 오일 막이 한 번만 생겨도 400~900파운드에 달하는 렌즈 카트리지가 손상되고 생산 라인이 몇 시간 동안 중단될 수 있습니다. 공기 공급이 완전히 깨끗한 상태라면 이러한 비용 손실은 충분히 예방할 수 있습니다.
규정 준수
영국 식품 및 의료기기 제조업체는 BS EN ISO 8573 표준에 따라 압축 공기 순도를 입증해야 합니다. 오일 프리 스크류 공기 압축기를 사용하면 고가의 오일 제거 필터 공정이 필요 없어지고 고객 감사 시 규정 준수 관련 서류 작성이 간소화됩니다. 이는 구매 담당자들이 점점 더 중요하게 여기는 실질적인 이점입니다.
알루미늄 및 스테인리스강의 무결성
비철금속 및 스테인리스 합금은 특히 민감합니다. 304 및 316 스테인리스강의 크롬 산화물 층은 고온에서 탄화수소 오염에 의해 손상되어 특유의 금색 또는 푸른색 열변색을 유발합니다. 브러시드 스테인리스 외장 패널을 지정하는 건축가와 의료 장비 제조업체는 이러한 현상을 용납할 수 없으며, 0등급 무유 장치를 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.
오일 프리 스크류 공기 압축기의 실제 작동 원리
일반적인 로터리 스크류 압축기는 로터 맞물림 접촉면 윤활, 수형 로터와 암형 로터 사이의 틈새 밀봉, 압축 공기 냉각이라는 세 가지 목적으로 오일을 사용합니다. 오일을 제거하면 이 세 가지 기능을 동시에 수행할 수 있는 엔지니어링 솔루션이 필요합니다.
에버 파워의 오일 프리 스크류 유닛은 ±3μm 이내의 정밀도로 제작된 PTFE 코팅 로터 프로파일을 통해 이를 구현합니다. 이 코팅은 마찰 계수가 약 0.04인 건식 윤활층을 형성하여 액체 윤활 없이도 지속적인 작동이 가능합니다. 자체 밀폐 하우징에 격리된 로터 타이밍 기어는 유일하게 윤활되는 부품이며, 오일 회로는 3중 래버린스 씰을 통해 압축 공기 통로와 완전히 분리되어 있습니다. 중간 냉각 및 후냉각은 알루미늄 플레이트 핀 열교환기를 통해 이루어지며, 오일의 열용량이 완충재 역할을 하지 않고도 배출 온도를 안전한 범위 내로 유지합니다. 결과적으로 압축 공기 통로는 물리적으로 오일로 인해 출력 공기가 오염될 가능성이 없습니다.
주요 소재 선택
성능 및 기술 사양
| 모델 | 모터 출력(kW) | 자유 공기 공급량(m³/min) | 작동 압력(바) | 소음 수준 dB(A) | 오일 함량 | 치수(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| EP-OF-7.5 | 7.5 | 0.85 – 1.10 | 7 / 8 / 10 | 62 | 클래스 0 | 900 × 620 × 850 |
| EP-OF-11 | 11 | 1.30 – 1.60 | 7 / 8 / 10 | 64 | 클래스 0 | 1050 × 720 × 950 |
| EP-OF-15 | 15 | 1.80 – 2.20 | 7 / 8 / 10 | 65 | 클래스 0 | 1250 × 800 × 1050 |
| EP-OF-22 | 22 | 2.80 – 3.30 | 7 / 8 / 10 | 66 | 클래스 0 | 1400 × 900 × 1150 |
| EP-OF-30 | 30 | 3.80 – 4.50 | 7 / 8 / 10 | 68 | 클래스 0 | 1600 × 1050 × 1280 |
| EP-OF-45 | 45 | 5.50 – 6.80 | 7 / 8 / 10 | 70 | 클래스 0 | 1900 × 1200 × 1450 |
모든 모델은 ISO 8573-1:2010 Class 0 인증을 획득했습니다. FAD는 ISO 1217 부록 C에 따라 측정되었습니다. 맞춤형 압력 구성은 요청 시 제공 가능합니다.
오일 프리 스크류 컴프레서가 레이저 절단에 탁월한 성능을 발휘하는 분야
영국 제조업체들이 매일 접하는 다양한 소재 및 최종 사용 분야에서 진정한 무오일 공기 압축기에 대한 요구가 특히 절실합니다. 각 분야의 구체적인 요구 사항을 이해하면 구매 엔지니어는 현장에서 품질 문제가 발생한 후 추가 필터링 장치를 개조하는 대신 처음부터 적합한 장치를 선택할 수 있습니다.
스테인리스강 제작
조리 장비, 제약 용기 및 건축 패널에 사용되는 304 및 316 스테인리스강은 부식이 없고 미적으로 깨끗한 절단면을 요구합니다. 절단면의 오일 오염은 크롬 산화물 보호막을 파괴하여 국부적인 부식 발생 지점을 생성합니다. 오일이 없는 압축 공기를 사용하면 이러한 문제를 완전히 제거하여 2차 세척 없이도 BS EN 10088 표면 요구 사항을 충족하는 절단면을 얻을 수 있습니다.
항공우주용 알루미늄 프로파일
브리스톨 및 남서부 지역의 항공우주 하청업체들은 AS9100 품질 기준에 따라 2024-T3 및 7075-T6 알루미늄을 절단할 때 엄격한 탄화수소 오염 제한을 준수해야 합니다. 오일 프리 스크류 공기 압축기를 절단 보조 가스 공급원으로 사용하면 접착면에 탄화수소 미량 오염이 발생할 위험을 제거할 수 있습니다. 이는 브래킷과 패널이 접착 또는 양극 산화 공정으로 바로 넘어갈 때 매우 중요한 요구 사항입니다.
의료기기 부품
영국 내 클린룸 인접 시설에서 절삭되는 수술 기구용 원자재 및 임플란트 등급 티타늄 및 코발트-크롬 부품은 ISO 13485 추적성 요건을 준수해야 합니다. 절삭 가스를 포함한 모든 공정 소모품은 문서화 및 관리되어야 합니다. 클래스 0 인증을 받은 오일 프리 스크류 공기 압축기는 규제 기관 제출에 필요한 모든 공기 순도 요건을 충족하는 단일 시험 인증서를 제공하여 가장 간편한 규정 준수 경로를 제공합니다.
자동차 프레스 작업
DP800 및 MS1500과 같은 고강도 강재로 제작되는 전기차 배터리 트레이 부품 및 차체 블랭크는 후속 프레스 공정을 위해 일관된 절단면 형상이 요구됩니다. 보조 공기에 오일이 혼입되어 발생하는 불균일한 절단 품질은 블랭크 모서리 형상의 변화로 이어져 성형 공구 수명 단축 및 불량률 증가를 초래합니다. 오일이 없는 압축 공기는 IATF 16949 품질 시스템에 따라 1차 및 2차 자동차 부품 공급업체가 요구하는 공정 안정성을 제공합니다.
당사의 무유동 설비를 차별화하는 6가지 장점
2단계 인터쿨러 압축
중간 공기 냉각 방식의 2단 압축은 각 압축 단계를 최적의 열역학적 효율로 유지하여 동일한 토출 압력에서 단일 단계 무오일 설계에 비해 비에너지 소비량을 12~18% 감소시킵니다.
가변 주파수 드라이브(VFD)가 기본 사양으로 제공됩니다.
VFD가 통합된 IE3 PM 모터는 압축기 출력을 레이저 커터의 요구 사이클에 정확하게 맞춰주며, 두꺼운 판재 절단 중 발생하는 압력 급증에도 대응합니다. 전체 부하 범위에서 ±0.1 bar 이내의 압력 안정성을 유지하여 절단면 하부에 슬래그가 달라붙게 하는 보조 가스 변동을 방지합니다.
5,000시간 연장 정비 주기
PTFE 로터 코팅은 재코팅 없이 5,000시간 동안 사용할 수 있도록 설계되었으며, 필터 및 커플링 점검은 2,000시간마다 실시합니다. 연간 4,000시간 가동되는 영국 내 2교대 제조 시설을 기준으로 할 때, 이는 2,000~3,000시간마다 오일과 분리기를 교체해야 하는 오일 주입식 방식에 비해 계획된 유지보수 가동 중단 횟수가 줄어들고 수명 주기 서비스 비용이 크게 절감됨을 의미합니다.
통합 스마트 컨트롤러
EP-Touch 7인치 컬러 터치스크린 컨트롤러는 압력, 온도, 전력 소비량 및 작동 시간을 기록하며, 데이터는 12개월 동안 보존됩니다. RS485 Modbus 출력을 통해 공장 SCADA 시스템 및 ERP 플랫폼과 통합할 수 있어, 여러 대의 기계를 사용하는 생산 시설의 관리자는 절단 작업별 압축 공기 비용을 실시간으로 파악할 수 있습니다.
폐유 처리 비용 없음
압축기 오일을 공정에서 제거하면 영국 환경 허가 규정(잉글랜드 및 웨일즈) 2016에 따라 허가된 폐기 처리가 필요한 오일 오염 응축수가 발생하지 않습니다. 금속을 대량으로 절단하는 시설에서는 매년 상당한 양의 오일 응축수가 발생할 수 있는데, 오일이 없는 장치를 사용하면 이러한 비용이 완전히 사라져 총 소유 비용 절감에 크게 기여합니다.
작업 현장 배치를 위한 저소음 설계
모델에 따라 62~70dB(A)의 방음 성능을 제공하는 EP-OF 시리즈 장치는 레이저 절단 셀 옆에 설치할 경우 추가적인 방음 시설이나 소규모 시설의 별도 기계실 없이도 2005년 영국 작업장 소음 관리 규정의 2차 조치 기준치를 충분히 충족합니다.
실제 제작업체가 제공하는 실질적인 결과
다음 사례 연구는 레이저 절단 보조 가스 공급원으로 오일 윤활식 스크류 공기 압축기에서 오일 프리 스크류 공기 압축기로 전환한 영국 판금 가공업체들의 구현 결과를 보여주는 대표적인 사례입니다.
미들랜즈 프리시전 시트 메탈 주식회사 - 영국 웨스트 브롬위치
자동차 2차 협력업체 · 파이버 레이저 절단 셀 3개 · EP-OF-22 설치
미들랜즈 프리시전은 자동차 1차 협력업체를 대상으로 6kW급 파이버 레이저 절단기 3대를 가동하고 있었는데, 이 3대의 기계는 모두 22kW급 오일 주입식 로터리 스크류 압축기 1대와 하류에 설치된 집진 필터를 공유하고 있었습니다. 1,000시간마다 필터 엘리먼트를 교체했음에도 불구하고, 품질 모니터링 결과 일정한 패턴이 나타났습니다. 예정된 필터 교체 2시간 전에 절단된 스테인리스강 블랭크에서 눈에 띄는 변색이 관찰되었고, Ra 값은 2.1~3.4μm로 고객 계약서에 명시된 Ra 1.6μm 사양을 훨씬 초과했습니다.
2023년 11월 EP-OF-22 오일 프리 스크류 공기 압축기를 설치한 후, 동일한 스테인리스강(2mm 316L) 표면 거칠기 측정 결과가 작업 시간 내내 Ra 0.9~1.1μm로 안정적으로 유지되었습니다. 렌즈 교체 주기는 설치 후 약 11주에서 8개월에 한 번으로 단축되었습니다. 또한, 해당 시설은 오일로 오염된 응축수 수거 및 처리 계약을 해지하여 연간 약 1,200파운드의 폐기물 처리 비용을 절감했습니다.
고객들이 하는 말
두 달에 한 번꼴로 렌즈 카트리지가 고장 나서 기계 공급업체 탓으로 돌렸는데, 알고 보니 공기 중의 오일이 원인이었습니다. EP-OF-22 덕분에 이 문제가 완전히 해결되었고, 스테인리스 가공물의 절단 품질도 전반적으로 눈에 띄게 좋아졌습니다.
의료기기 위탁 제조업체로서 당사는 절단면의 오염을 절대적으로 허용하지 않습니다. Ever Power의 오일 프리 장치는 추가적인 후처리 여과 없이도 당사의 품질 시스템에 필요한 ISO 8573 Class 0 인증을 획득할 수 있도록 해주었습니다. 시운전은 간단했으며, Ever Power의 애플리케이션 팀은 당사의 기술적인 질문에 몇 시간 내에 답변해 주었습니다.
저희는 건축 외장재 고객을 위해 5005 및 6082 알루미늄을 많이 절단합니다. 절단면이 깨끗하지 않으면 모두 반송됩니다. 하지만 파이버 레이저 절단기에 에버 파워(Ever Power) 무오일 컴프레서를 설치한 이후로 절단면 외관에 대한 고객 불만이 단 한 건도 없었습니다. 또한, 가변 주파수 드라이브(VFD) 덕분에 기존 고정 속도 오일 컴프레서에 비해 해당 절단기의 에너지 비용이 약 15% 절감되었습니다.
에버 파워 팩토리: 고객의 정확한 레이저 절단 사양에 맞춰 제작
에버 파워의 제조 시설은 ISO 9001:2015 및 ISO 14001:2015 인증을 받은 무오일 스크류 압축 장비 전용 생산 라인을 운영하고 있습니다. 이 공장에는 ±1.5μm 공차로 로터 프로파일을 제작할 수 있는 CNC 연삭 센터, 무오일 로터 쌍 조립을 위한 전용 클린룸, 그리고 모든 제품이 출하 전 4시간 동안 부하 성능 테스트를 거치는 100% 공장 테스트 시설이 갖춰져 있습니다.
영국 레이저 절단 장비 OEM 및 시스템 통합업체에게 Ever Power가 차별화되는 점은 바로 뛰어난 제품 맞춤 제작 능력입니다. Ever Power의 엔지니어링 팀은 초기 사양 정의부터 최종 승인 테스트에 이르기까지 고객사의 기술 팀과 긴밀히 협력합니다. 당사는 6~13bar의 비표준 토출 압력, 협소한 공장 레이아웃에 맞춘 맞춤형 설치 공간, 고가용성 레이저 절단 라인을 위한 듀얼 컴프레서 마스터-슬레이브 제어 시스템, 그리고 고객 시설 기준에 맞춘 맞춤형 캐노피 색상 등 다양한 맞춤형 컴프레서를 제공합니다. CNC 레이저 절단기 스키드 패키지에 압축 공기를 직접 통합하는 기계 제작업체를 위해, 당사는 고객사의 브랜드가 적용된 OEM 사양의 장치와 CANopen, Profibus 또는 EtherNet/IP 프로토콜을 사용하여 기계의 PLC와 통신할 수 있도록 수정된 컨트롤러 펌웨어를 제공할 수 있습니다.
사용 가능한 맞춤 설정 옵션
영국, 스코틀랜드, 웨일즈 전역의 레이저 절단 작업에 서비스를 제공합니다.
Ever Power는 영국 전역의 레이저 절단 설비에 오일 프리 스크류 공기 압축기를 공급하고 설치 서비스를 제공합니다. 당사의 영국 물류 파트너 네트워크를 통해 공장에서 5~8일 이내에 표준 배송을 보장하며, 재고가 있는 표준 모델의 경우 48시간 이내 신속 배송도 가능합니다. 기술 설치 및 운영자 교육은 영국 주요 산업 지역을 모두 커버하는 당사의 공인 서비스 엔지니어 네트워크를 통해 제공됩니다.
자주 묻는 질문
레이저 절단 공정에서 오일 오염을 제거할 준비가 되셨습니까?
지금 바로 Ever Power의 애플리케이션 엔지니어에게 문의하십시오. 일반적인 브로셔가 아닌, 영국 내 귀사의 레이저 절단 설비에 가장 적합한 오일 프리 스크류 공기 압축기에 대한 정확하고 경험에 기반한 맞춤형 안내를 제공해 드립니다.
gzl님이 편집함