절단 공정 선택

	× 플라즈마	× 산소	× 레이저	× 워터젯	× 다른 기계식 공구
	6~80mm(1/4인치~3인치) 금속 절단에 가장 적합	두꺼운 탄소강 절단에 최적	매우 엄격한 공차가 요구되는 얇은 소재나 부품에 가장 적합	두꺼운 재료나 다양한 소재를 절단하는 경우, 정밀한 절단 품질이 요구되는 경우, 열 영향부를 가질 수 없는 경우에 가장 적합
공통 속성
산업용 절단 카테고리	열	열 플라즈마와 비교	열 플라즈마와 비교	부식	기계식
소재 유형	대부분의 금속	탄소강	소재 범위	거의 모든 것	금속, 목재, 플라스틱
소재의 두께	최대 80mm	가장 넓은 범위의 두께로 50mm 이상	일반적으로 6mm 이하이지만 경우에 따라 최대 30mm까지 가능	소재 지원을 수정하면 최대 305mm 이상의 두께	일반적으로 최대 25mm
절단 품질	매우 좋음	매우 좋음	매우 우수함	예외	좋음
이상적인 두께 절단 시 속도	빠름	빠름 (단, 예열 시간이 필요)	빠름	느림	느림
운용 비용	$ - $$	$$	$$ (CO2 레이저의 경우 더 높음)	$$$	$$$$
자본 장비 비용	$ - $$$	$	$$$$	$$$	$–$$$$
휴대성	X (공기 플라즈마만 해당)	X	-	-	X
열 영향부위	더 크게	더 크게	더 작게	없음	가능할 수도 있음
안전 인클로저 필요	아니요	아니요	예	아니요	아니요
녹슬거나 칠해진 소재를 절단하는 능력	예	예	제한 있음	예	예
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소재

유형

특정 공정은 특정 유형의 소재만 절단합니다. 예를 들어, 산소 연료는 탄소강만 절단할 수 있고, 플라즈마는 전도성 금속만 절단할 수 있으며, 워터젯과 레이저는 일정 범위의 소재를 절단할 수 있습니다.

두께

공정은 소재의 두께에 따라 각각 다른 성능을 발휘합니다. 일반적으로, 레이저는 얇은 소재 절단에 가장 흔히 사용되고, 플라즈마는 중간 범위 이상의 두께에 사용되며, 산소 연료는 매우 두꺼운 탄소강에 사용됩니다. 워터젯은 다양한 두께의 소재를 절단할 수 있습니다.

절단 품질

절단 용도에 따라 필요한 절단 품질의 수준이 각각 다릅니다. 완성된 파트 또는 제품의 구매자에게 절단 가장자리가 보이기 때문에 이것이 중요할 수 있습니다. 일부의 경우 용접이나 도장 등 다운스트림 공정에 미치는 영향 때문에 절단 품질이 중요합니다. 용접 준비가 완료된 절단 가공물은 용접 준비의 필요성을 줄여서, 생산을 합리화하고 인건비를 줄입니다. 절단 품질이 덜 중요하여, 작업자가 절단 품질보다는 처리량을 높이도록 선택할 수 있는 경우도 있습니다.

절단 품질은 다음을 포함한 다양한 요소에 의해 결정됩니다.

• 절단 장비의 동작

• 장비의 출력 수준이 절단할 소재 두께와 잘 맞는지 여부

• 사용할 가스(또는 워터젯의 경우 연마재)

• 장비 설정과 절단 소모품이 적절하게 일치하는지 여부

일부 공정 특히, 산소 연료 절단에서는 작업자의 기술이 절단 품질을 결정하는 가장 중요한 변수일 수 있습니다. 또 일부 공정은 작업자의 기술에 그리 의존하지 않으며, Hypertherm SureCut™기술과 같이 공정 전문 지식을 절단 소프트웨어에 내장할 수 있는 경우에는 숙련된 작업자의 필요성이 더 떨어집니다.

절단 품질은 다음 특성에 따라 평가됩니다.

• 경사도 – 각이 거의 또는 전혀 없는 절단이 가장 좋음

• 절폭 또는 너비 – 절폭 너비가 더 좁으면 파트 디테일이 더 정밀함

• 허용 한계 – 허용 한계가 엄격하면 더 정밀하고 반복 가능한 절단이 가능

• 열 영향부의 크기 – 부위가 작으면 금속의 무결성을 더 잘 보호하며, 용접이나 태핑 같은 다른 작업에 영향을 미침

• 드로스 – 일반적으로 적은 것이 더 좋음(드로스는 절단 작업 시 녹아서 절단 가장자리에 붙어 있는 금속임)

• 모서리 품질 – 부드러운 마감

• 토치 높이 제어(THC) 성능

 생산성

생산성은 자주 절단 속도와 동일한 개념으로 잘못 이해됩니다. 물론 중요하지만 고려해야 할 다른 요소도 있습니다. 예:

• 필요한 프로그래밍 시간

• 절단 장비에 설정된 작업에 필요한 시간

• 시스템의 절단 준비(또는 예열)에 필요한 시간

• 장비가 수용할 수 있는 절단 헤드 수

• 배열 소프트웨어의 효율과, 절단 시간을 극대화하고 불필요한 절단 헤드 동작을 줄이는 배열 소프트웨어의 능력

• 시스템 절단 작업 중에 파트를 안전하게 내리는(언로드) 능력

• 여러 공정을 모두 한 장비에서 수행하는 능력(예: 윤곽선 절단, 내부 슬롯과 구멍 절단, 베벨 작업)

• 이동 시 프리 플로우와 같은 병렬 작업을 수행하도록 하기 위한 시스템 통합(또는 IHS가 공정 시간을 개선할 수 있음)

• 절단 장비에서 가공되어 나오는 파트의 품질을 개선하여 줄이거나 없앨 수 있는 그라인딩과 같은 이차 작업에 필요한 시간

운영비

소모품, 전원, 가스, 유지보수 등 다양한 요인이 절단 시스템의 전체 운영 비용에 영향을 미칠 수 있습니다.

인건비도 대부분의 경우 운영 비용에 포함되는 중요한 요소입니다. 인건비가 상승하고 숙련된 작업자가 부족하면 자동 절단 솔루션의 수요는 계속 증가합니다. 운영 비용을 추가로 개선하려면 다음과 같은 요인을 줄이거나 없앨 수 있는 완전 자동 솔루션을 고려하십시오.

• CNC의 프로그래밍과 설정 작업

• 용접 준비를 위한 그라인딩과 같은 이차 작업

• 절단, 마킹, 베벨링 등의 여러 공정 작업을 수행하기 위한 추가 장비

소재 효율도 또 하나의 중요한 운영 비용 요소입니다. 많은 경우에 사용하지 않은 소재나 자투리 소재를 판매하여 일부 비용을 메울 수 있지만, 처음에 자투리가 발생하지 않도록 소재 효율을 높이는 것이 훨씬 효과적입니다. 소재 효율에는 다양한 요인이 있는데, 파트 배열을 결정하고 절단 동작을 명령하는 CAD/CAM 소프트웨어 가 특히 중요한 요인입니다.

운영 비용을 계산할 때 단순히 시간당 비용만 계산하는 것에서 벗어나, 파트당 비용 또는 피트당 비용을 고려하는 것이 중요합니다. 그 이유는 무엇일까요? 시간당 가동 비용이 17.96유로(20달러)에 이르지만 한 시간에 파트를 2개밖에 생산하지 못하는 시스템은 시간당 비용이 17.96유로(20달러)이지만 시간당 생산량이 100개 파트인 시스템에 비해 훨씬 비효율적입니다.

이보다 깊이 있는 운영 비용을 평가하려면 용접이나 도장 또는, 단순히 미관상 보기 좋게 하기 위한 파트의 마감 손질을 준비하기 위한 다운스트림 작업을 포함하여, 완성된 파트를 생산하는 데 소요된 총 비용을 이해해야 합니다. 절단 공정을 개선하여 다운스트림 작업(과 장비 시간과 필요한 인건비)을 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 완성된 파트당 총 비용을 줄일 수 있습니다.

절단 시스템에서 쉽게 간과되는 부분 중 하나가 토치 높이 제어(THC) 성능입니다.  고성능 높이 제어기에는 자동 공정 설정이 CNC 또는 파트 프로그램을 통해 다음 작업을 수행하는 기능이 있습니다.

• 공통적인 설정 오류를 줄이거나 제거

• 전극 마모를 보상하여 소모품 수명 극대화

• 최적의 절단 경사도에 적절한 높이 유지

• 토치 충돌을 감지하여 토치 손상 방지

자본 장비 비용

총 시스템 비용에는 전원공급장치와 토치(또는 워터젯과 레이저의 경우 절단 헤드) 비용과, 절단 테이블 또는 로봇, 컴퓨터 수치 제어기(CNC), 프로그래밍 소프트웨어, 기타 제품(예: 연기 제어, 수처리, 연마재 제거, 재활용 등) 비용이 포함됩니다. 일반적으로 산소 연료 시스템이 자본 비용이 제일 적고, 이어서 플라즈마와 워터젯 순서이며, 레이저 시스템이 대개 자본 비용이 가장 많습니다.

유형에 따라 총 절단 시스템 비용은 크게 달라집니다. 예를 들어, 서로 다른 두 제조업체의 장비가 동일한 Hypertherm 플라즈마 전원공급장치, 토치, 높이 제어, CNC, 프로그래밍 소프트웨어를 사용하는 경우에도 이 두 제조업체의 X-Y 절단 테이블 비용은 서로 크게 다를 수 있습니다. 이러한 경우 차이의 이유를 이해하는 것이 중요합니다. 한 테이블이 우수한 동작 제어 기능을 가지고 있나요? 한 장비가 생산하는 제품의 내구성 또는 신뢰성이 훨씬 높은가요? 한 제조업체가 A/S 교육, 서비스, 지원을 제공하나요?

환경 고려사항

전 세계의 많은 기업들이 점점 더 작업이 환경에 미치는 영향과 관련 비용을 줄이려는 목표를 세우고 있습니다. 많은 업체들에게, 에너지 소비와 소재 낭비를 줄이는 것은 환경에 미치는 영향을 줄이고 운영 비용을 줄이는 방법입니다. 오늘날의 고효율 절단 시스템과 고급 CAD/CAM 소프트웨어는 엄청난 장점을 제공합니다. 워터젯 절단의 물과 연마재를 재활용하기 위해 폐쇄 루프 시스템을 사용하면 환경 비용과 운영 비용도 줄일 수 있습니다. 또한, 손쉽게 업그레이드하고 판매하고 재활용할 수 있는 장비를 이용하여 제품의 총 수명 주기 비용을 줄일 수 있습니다.

Hypertherm은 Lean Six Sigma 프로세스와 도구를 적용하여 폐기물 감소와 비용 회피를 구현하기 위한 전반적인 노력의 일환으로 환경 쓰레기를 줄이고 있습니다.