적외선 레이저에 의한 방전 유도 기술의 방전 가공 장치에의 적용 연구

A Study on the Discharge Guide Technology by infrared Laser Applied to Discharge Processing Devices

최근 들어 레이저를 이용한 방전 제어 기술에 대한 관심이 여러 분야에서 고조되고 있다. 특히, 레이저의 우수한 특성 때문에 Electro-Discharge Machining(EDM)분야에서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 펄스형 Nd:TAG 레이저를 이용해서 방전 가공 장치에 적용될 수 있는 방전 유도 기술에 관한 기초 데이터의 확보를 위한 실험이 수행되었다. 레이저에 의한 직류 발전 유도 실험의 동작 압력의 범위는 0.2~20 torr였다. 진공조 내의 압력 P와 전극간의 거리 d에 따른 최소 직류 레이저 방전 유도 전압 $V_{G.min}$을 측정하였으며, $V_{G.min}$이 자연 방전전압 VND보다 훨씬 낮고 P.d값에 따른 $V_{G.min}$이 $V_{ND}$와 유사한 경향을 가짐을 확인하였다. 그리고 레이저 출력 에너지 $E_{out}$은 플래쉬램프의 전류 펄스폭 $t_p$가 증가함에 따라 감소하고 $t_p$값이 증가할수록 $V_{G.min}$은 방전 지속 시간 동안에 조사되는 광자량이 감소하기 때문에 더 높아짐을 알 수 있었다. 또한 레이저에 의한 방전 유도 가능범위와 레이저 출력에 따른 방전 유도 특성을 조사하였다.

In recent years, concern has been raised about the technique of controlling electrical breakdown by using laser in many fields. Especially, laser has attracted much attention in the Electro-Discharge Machining(EDM) because of its many rrents. 1berefore, this research has been perfonred to obtain fundarrental data for the discharge guide technology by a pulsed Nd:YAG laser which can be awJied to discharge processing machining. 1be experilnnts of laser-guided de discharge have been carried out at low air pressure ranging from 0.2 to 20 torr. The minimum laser-guided de discharge voltage $V_{G.min}$ at the given pressures P and distances d between an anode and a cathode was rreasured It is found that $V_{G.min}$ is much lower than the natural discharge voltage $V_{ND}$, and the values of VGrrin and $V_{ND}$ as a function of P.d has a similar tendency. The laser output energy $E_{out}$ decreases with input pulse duration $t_p$ increasing, and the rrore the value of $t_p$ increases, the higher that of V$V_{G.min}$ is obtained because the number of photons N decreases with $t_p$ increasing. In addition, the laser-guided de discharge range and the discharge guide characteristics as laser outpIt $E_{out}$ was investigated.igated.