레이저 조각과 레이저 에칭의 주요 차이점

Yonglihao Machinery에서는 시제품 및 소량 생산 부품을 제작합니다. 주로 레이저 절단 방식을 사용하는데, 프로젝트 진행 과정에서 부품 식별 번호, 로고 또는 내구성이 뛰어난 코드가 필요한 경우가 많습니다. 이러한 코드는 취급 및 후가공 과정에서 손상되지 않아야 합니다. 이때 "레이저 조각 vs. 레이저 에칭" 중 어떤 방식을 선택할지 고민하게 됩니다.

이 두 가지 프로세스는 비슷해 보일 수 있지만, 실제 작업에서는 매우 다르게 작동합니다. 잘못된 프로세스를 선택하면 대비가 저하되거나, 코드가 스캔되지 않거나, 마크가 후처리 후 사라지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이 가이드에서는 두 프로세스의 차이점과 실제적인 한계를 설명하고, 어떤 프로세스를 선택해야 하는지 보여줍니다.

레이저 조각과 레이저 에칭은 실제로 어떤 역할을 할까요?

레이저 조각은 재료를 제거하는 방식으로, 만져보면 느낄 수 있는 깊은 자국을 남깁니다. 레이저 에칭은 표면을 가열하여 재료 제거는 최소화하면서 얕고 명암 대비가 뚜렷한 자국을 만듭니다. 조각은 높은 에너지를 사용하여 재료의 얇은 층을 기화시키는 방식이고, 에칭은 녹는점에 가까운 낮은 열을 사용하여 미세한 질감, 약간의 돌출, 그리고 눈에 띄는 색상 변화를 만들어냅니다.

조각은 깊이감을 만들어내는 일종의 "미세 가공"이라고 생각할 수 있습니다. 에칭은 속도와 대비에 중점을 둔 "표면 변화"라고 생각할 수 있습니다. 둘 다 부품에 영구적인 식별 번호를 새길 수 있지만, 용도가 다릅니다.

레이저 조각 vs. 레이저 에칭

레이저 조각은 내구성과 깊이감이 뛰어나고, 레이저 에칭은 속도와 효율성이 좋습니다. 아래 표는 저희 작업에서 확인되는 주요 차이점을 보여줍니다. 실제 결과는 재질, 레이저 종류 및 설정에 따라 달라질 수 있습니다.

깊이감이 가장 분명한 차이점입니다. 하지만 유일한 요소는 아닙니다. 실제 작업에서는 코드 가독성과 작업 완료 후의 안정성이 훨씬 더 중요한 경우가 많습니다.

깊이 및 내마모성

각인은 깊이감을 만들어냅니다. 깊이감은 마모에 대한 기계적 저항력을 제공합니다. 표시가 표면 아래에 있으면 마찰이 발생할 때 코드가 아닌 돌출된 부분부터 마모됩니다. 따라서 마찰이나 세척이 잦은 부품에서도 각인된 표시는 더 오랫동안 선명하게 유지됩니다.

에칭은 여전히 영구적일 수 있습니다. 하지만 일반적으로 표면에만 나타납니다. 부품이 자주 접촉하거나 미끄러지는 경우, 에칭된 자국은 시간이 지남에 따라 흐려질 수 있습니다. 많은 시제품의 경우 이러한 장단점은 문제가 되지 않지만, 의도적으로 선택해야 합니다.

명암 대비와 간결한 코드 가독성

에칭은 일반적으로 더 짧은 시간에 더 강한 대비를 만들어냅니다. 특히 금속의 경우 열과 질감 변화로 인해 어두운 자국이 남기 때문에 이러한 특성이 두드러집니다. 따라서 에칭은 QR 코드, 데이터 매트릭스 코드, 작은 글씨 등에 적합합니다. 대비가 좋을수록 스캐너가 더 잘 읽을 수 있습니다. 또한 에칭은 부품에 빠르게 마킹해야 할 때도 유용합니다.

조각 인쇄 또한 가독성이 매우 뛰어날 수 있습니다. 하지만 그림자를 방지하고 가장자리를 선명하게 유지하려면 더 세밀한 조정이 필요할 수 있습니다. 아주 작은 코드의 경우, 깊이가 너무 깊으면 반사가 고르지 않게 될 수 있습니다. 마감이 제대로 되어 있지 않으면 스캐너가 이를 제대로 인식하지 못할 수 있습니다. 따라서 아주 작은 표시의 경우, 일반적으로 먼저 깔끔한 형태를 만들고 그 다음에 깊이를 조정합니다.

속도, 비용 및 생산 리듬

에칭은 일반적으로 더 빠른 속도로 진행됩니다. 눈에 보이는 표시를 만드는 데 필요한 에너지가 적기 때문입니다. 마킹 속도가 빠르면 더 많은 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 마킹이 병목 현상이 될 때 중요한 요소입니다. 또한 에칭은 일반적으로 운영 비용이 더 낮습니다. 레이저가 고출력으로 부품당 소요하는 시간이 더 짧기 때문입니다.

조각은 깊이감을 표현하기 위해 더 많은 시간이나 여러 번의 가공이 필요합니다. 이는 적절한 선택일 수 있지만, 내구성과도 균형을 이루어야 합니다. 시제품 제작 시, 조각은 향후 마모나 손상에 대비한 일종의 보험으로 활용됩니다.

열 영향 및 표면 무결성

두 공정 모두 열을 사용합니다. 두 공정 모두 과도한 전력을 사용하거나 작업 속도가 너무 느리면 열영향부를 생성할 수 있습니다. 조각은 더 많은 에너지를 사용하고 재료를 제거합니다. 이로 인해 변색이나 작은 버(burr)가 발생할 위험이 높아집니다. 또한 얇은 부품이 변형될 수도 있습니다.

에칭은 일반적으로 더 적은 에너지를 필요로 합니다. 얇은 벽이나 미관상 아름다운 표면에 손상을 덜 줄 수 있습니다. 하지만 에칭이 완전히 "손상이 없는" 공정은 아닙니다. 과도한 열은 여전히 그을음, 얼룩 또는 플라스틱 변형을 유발할 수 있습니다. 에칭의 차이점은 손상을 최소화하는 범위에서 작업할 수 있는 여유를 더 많이 제공한다는 것입니다.

마무리 단계를 통한 생존

표면 처리 과정에서 보기 좋은 에칭이 손상될 수 있습니다. 부품에 쇼트 블라스팅이나 샌드 블라스팅 처리를 할 경우, 얕은 에칭은 사라질 수 있습니다. 반대로 부품에 파우더 코팅이나 전기 도금 처리를 할 경우에는 에칭이 선명하게 유지될 수 있습니다.

연마 처리 후에도 표시가 보여야 할 경우 조각이 효과적인 경우가 많습니다. 깊은 자국을 피하고 싶을 때는 비연마 코팅 전에 에칭을 사용하는 것이 좋습니다. 어떤 방법을 선택할지는 어떤 후처리 단계가 표시를 손상시킬 가능성이 있는지에 따라 달라집니다.

각 프로세스는 실제로 어떻게 작동할까요?

두 공정 모두 집중된 빔과 제어된 움직임을 사용합니다. 하지만 조각은 재료를 제거하는 반면, 에칭은 표면을 변화시킵니다. 이러한 차이로 인해 어떤 설정이 가장 중요하고 어떤 문제가 발생할 수 있는지가 달라집니다.

레이저 조각은 어떻게 작동하나요?

조각 레이저는 집중된 에너지를 사용하여 재료를 매우 빠르게 가열하여 증기로 만듭니다. 레이저는 정해진 경로를 따라 이동하며, 이 과정을 통해 재료가 층층이 제거됩니다. 최종적으로 형성되는 빈 공간에 코드나 예술 작품이 만들어집니다.

최신 시스템은 매우 정밀한 형상을 구현할 수 있습니다. 빔 폭은 0.0254mm(0.001인치)까지 줄일 수 있어 매우 작은 글자와 고밀도 코드를 표현할 수 있습니다. 형상 깊이는 수백 마이크론에 달하며, 응용 분야에 따라 최대 약 500마이크로미터까지 구현하는 경우도 있습니다.

레이저 에칭은 어떻게 작동할까요?

에칭은 재료의 최상층을 녹이거나 부드럽게 할 만큼 충분한 열을 가하는 공정입니다. 이로 인해 재료의 질감과 색상이 변합니다. 표면이 약간 팽창할 수도 있으며, 산화층이 형성되어 눈에 띄는 명암 대비를 만들어낼 수도 있습니다. 에칭으로 생긴 자국은 재료와 설정에 따라 검정색, 흰색 또는 회색으로 나타날 수 있습니다.

에칭 과정에서 표면이 빛을 흡수하고 반사하는 방식은 매우 중요합니다. 광택이 있는 금속은 에너지를 반사할 수 있지만, 어둡거나 거친 표면은 더 많은 에너지를 흡수하여 더 빨리 어두워집니다. 따라서 동일한 출력과 속도에서도 재료에 따라 결과가 다르게 나타나는 것입니다.

중요한 변수들

출력과 속도는 사용되는 에너지를 결정하지만, 초점은 에너지 밀도를 결정합니다. 주파수, 펄스 폭, 통과 횟수는 재료의 가열 및 냉각 방식을 좌우합니다. 이러한 설정들을 하나의 시스템으로 간주하면 배치별로 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.

조각 작업의 경우, 일반적으로 먼저 날카로운 모서리를 맞추고 그 다음으로 깊이를 조정합니다. 에칭 작업의 경우, 명암 대비를 높이고 열 손상을 최소화하는 두 가지 목표를 동시에 달성합니다. 두 경우 모두 안정적인 고정 장치와 깨끗한 표면은 레이저 설정만큼 중요합니다.

재료 호환성 및 실제적인 한계

재질과 표면 상태가 설계보다 공정에 더 큰 영향을 미치는 경우가 많습니다. 동일한 합금으로 만들어진 두 부품이라도 한쪽은 연마 처리, 다른 쪽은 코팅 처리에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 마킹 작업을 검토할 때 재질, 표면 상태, 마감 처리를 모두 종합적으로 고려합니다.

금속: 스테인리스강, 알루미늄, 황동, 티타늄 및 코팅 표면

조각은 다양한 금속에 효과적입니다. 금속을 제거하여 선명한 자국을 남기기 때문입니다. 스테인리스 스틸과 알루미늄이 흔히 사용되는 재료입니다. 하지만 금속의 열전도율을 고려해야 합니다. 열전도율이 높은 금속은 열을 빠르게 전달하므로, 일정한 깊이를 얻기 위해 설정을 다르게 해야 할 수도 있습니다.

에칭은 빠른 대비가 필요할 때 알루미늄 및 여러 종류의 강철에 효과적인 경우가 많습니다. 스테인리스강도 에칭이 가능하지만, 합금 종류와 표면 처리에 따라 대비 정도가 다를 수 있습니다. 일부 스테인리스강 마킹은 제어된 산화에 더 의존하기도 합니다. 코팅된 금속도 에칭에 잘 반응할 수 있지만, 코팅을 에칭하는지 아니면 모재를 에칭하는지 반드시 확인해야 합니다.

비금속: 목재, 아크릴, 플라스틱

나무와 아크릴에 조각하면 매우 선명한 결과물을 얻을 수 있습니다. 하지만 이러한 재료들은 금속과는 다르게 타거나 녹는 성질이 있기 때문에 설정값을 조정해야 합니다. 아크릴은 조각 후 종종 흐릿한 표면이 나타나는데, 이는 간판이나 라벨에 적합할 수 있습니다. 나무는 밀도가 높은 경목의 경우 깨끗한 결과물을 얻을 수 있지만, 연목은 쉽게 타기 때문에 세심한 조정이 필요합니다.

플라스틱 에칭은 수지 종류와 첨가된 충전재에 따라 결과가 달라집니다. 어떤 플라스틱은 선명한 대비를 보이지만, 어떤 플라스틱은 낮은 에너지에도 번지거나 변형됩니다. 새로운 플라스틱 소재로 시제품을 제작할 때는 먼저 간단한 테스트를 진행하는 것이 좋습니다. 특히 얇거나 외관이 중요한 부품의 경우 더욱 그렇습니다.

표면 상태가 모든 것을 바꿉니다

반사율, 표면 거칠기 및 코팅은 에너지가 표면으로 들어가는 방식을 제어합니다. 광택 처리된 금속은 브러시 처리된 금속과는 다른 설정이 필요할 수 있습니다. 양극 산화 처리된 층은 자국의 모양을 변화시킬 수 있습니다.

오염, 특히 기름이나 지문은 중요한 문제입니다. 이러한 오염 물질은 표면을 태우거나 얼룩덜룩하게 만들 수 있으며, 스캐너 작동 불량의 원인이 될 수 있습니다. 코드 가독성이 중요한 경우, 표면 처리 과정은 매우 중요한 단계입니다.

조각과 에칭 중 어떤 방식을 선택할까요?

우리는 공정 명칭보다 표시의 기능을 우선적으로 고려하여 선택합니다. 마모에 강해야 하는 표시라면 조각 방식을 선호하고, 빠르고 선명해야 하는 표시라면 에칭 방식을 선호합니다.

원기 업무 환경에는 또 다른 제약 조건이 있습니다. 바로 재설계를 위한 시간이 부족하다는 점입니다. 이로 인해 실패 위험이 높을 때는 더 안전한 선택을 하게 됩니다. 완성도나 처리 방식에 확신이 없을 때는 최악의 경우에도 가독성을 유지하는 옵션을 고르는 경우가 많습니다.

다음은 우리가 프로세스를 선택하기 전에 묻는 6가지 질문입니다.

1. 해당 부품은 마찰, 마모 또는 세척에 노출될까요?
2. 마킹 후 부품에 샌드블라스팅이나 텀블링 처리를 할 예정인가요?
3. 해당 코드가 작은 크기에서도 안정적으로 스캔되어야 합니까?
4. 표면이 미관상 보기 좋은가요, 얇은가요, 아니면 열에 민감한가요?
5. 사이클 타임이 주요 제약 조건인가요?
6. 실제 표면 상태는 광택 처리, 코팅 처리 또는 거친 표면 중 무엇입니까?

마모가 심하거나 연마 처리가 필요한 경우라면 조각이 더 안전한 경우가 많습니다. 빠른 공정 시간과 고대비 스캐닝이 필요한 경우라면 에칭이 더 적합한 경우가 많습니다. 열에 민감한 경우라면 일반적으로 에칭부터 시작합니다.

흔히 발생하는 문제점과 예방 방법

대부분의 마킹 문제는 명암 대비를 높이기 위해 출력을 높이는 데서 비롯됩니다. 대신 초점, 속도, 표면 처리를 조절해야 합니다. 마킹이 실패하는 이유는 과정이 재료와 최종 용도에 맞지 않기 때문입니다.

다음은 가장 자주 발생하는 오류 패턴과 해결 방법입니다.

• 후광이나 거친 가장자리가 보이면, 먼저 집중력을 확인한 다음 시간을 줄이세요.
• 대조는 잘 되는데 코드가 스캔되지 않으면, 어둠뿐 아니라 가장자리 선명도와 눈부심도 확인하십시오.
• 폭발 후 흔적이 사라진다면, 조각 모드로 전환하거나 깊이를 늘리세요.
• 얇은 부품이 휘거나 플라스틱이 번지는 경우, 에너지 소비는 줄이고 속도는 높이세요. 여러 번 가볍게 비추는 방식을 시도해 보세요.
• 만약 같은 배치 내에서도 마크가 다를 경우, 표면 청결도와 부품 위치를 확인하십시오.

과열은 두 공정 모두에서 발생할 수 있습니다. 조각 공정에서는 선이 넓어지고 가장자리에 녹은 재료가 남을 수 있습니다. 에칭 공정에서는 타버린 것처럼 보이는 고르지 않은 어두운 반점이 생길 수 있습니다.

후처리 과정에서 두 번째 흔한 함정이 발생합니다. 완벽한 표시도 코팅 후 명암이 떨어지면 읽을 수 없게 될 수 있습니다. 또한, 샌드블라스팅 후 표시가 충분히 깊지 않으면 사라질 수도 있습니다.

결론

마모, 폭발, 또는 오랜 기간의 취급에도 마킹이 손상되지 않아야 하는 경우, 레이저 조각을 사용합니다. 가독성을 보호하기 위해 깊이와 가장자리 품질을 정밀하게 조정합니다. 빠른 속도, 높은 대비, 그리고 부품에 미치는 영향을 최소화해야 하는 작업에는 레이저 에칭을 사용합니다. 과열 없이 선명한 대비를 유지하도록 조정합니다. 어떤 방법을 선택해야 할지 확신이 서지 않을 때는 부품이 직면하게 될 가장 가혹한 단계를 기준으로 결정합니다. 그 단계에서 잘못된 선택의 약점이 드러날 것입니다. Yonglihao Machinery에서는, 레이저 설계 서비스 이는 당사의 핵심 역량이며, 프로젝트 초기 단계부터 고객과 협력하여 부품에 적합한 조각 또는 에칭 방식을 선택하고 검증할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

레이저 조각이 레이저 에칭보다 항상 내구성이 더 뛰어난가요?

조각은 깊은 홈을 만들기 때문에 일반적으로 마모 저항성이 더 뛰어납니다. 에칭은 영구적일 수 있지만, 자국이 표면에만 남습니다. 마찰에 따라 대비가 더 빨리 흐려질 수 있습니다. 내구성이 중요하다면 조각이 더 안전한 선택입니다.

QR 코드와 데이터 매트릭스 코드 중 어느 것이 더 나은가요?

에칭은 종종 빠르게 강한 대비를 만들어 스캐너에 도움이 됩니다. 조각도 효과적이지만, 가장자리 품질과 반사를 제어해야 합니다. 최적의 방법은 코드 크기, 표면 마감 및 스캐너 조명에 따라 달라집니다.

레이저 에칭이 조각보다 부품의 손상을 덜 일으킬까요?

에칭은 조각보다 재료 손실이 적습니다. 따라서 표면을 더 잘 보존할 수 있습니다. 조각은 재료를 제거하는 방식입니다. 얇은 벽이나 중요한 부분에서 표시 위치가 잘못되면 문제가 될 수 있습니다. 시제품 제작 시에는 중요한 위치에서 표시를 다른 곳으로 옮기는 경우가 많습니다.

두 공정 모두 스테인리스강과 알루미늄에 적용할 수 있나요?

네, 두 가지 방법 모두 알루미늄과 스테인리스 스틸 모두에 사용할 수 있습니다. 하지만 결과와 설정은 다릅니다. 알루미늄의 반사율은 특히 에칭 작업 시 대비에 영향을 미칠 수 있습니다. 스테인리스 스틸은 두 가지 방법 모두 사용 가능하지만, 합금 종류와 마감에 따라 대비가 달라질 수 있습니다.

산업용으로 사용되는 각인 표시는 얼마나 깊어야 할까요?

샌드블라스팅 깊이는 예상되는 마모 정도와 표면 마감에 따라 달라집니다. 대부분의 부품 내경의 경우 수백 마이크론 정도면 충분한 내구성을 확보할 수 있습니다. 필요에 따라 최대 500마이크로미터까지 샌드블라스팅하는 경우도 있습니다. 부품에 샌드블라스팅 처리를 할 경우에는 육안으로 보이는 어두움 정도보다 깊이가 더 중요합니다.

왜 같은 재질인데도 똑같은 설정으로 보면 다르게 보일까요?

표면 상태는 에너지 흡수에 영향을 미칩니다. 광택 마감은 브러시 마감보다 더 많은 에너지를 반사합니다. 오일은 타면서 명암비를 변화시킬 수 있습니다. 일관된 결과를 얻으려면 표면 준비를 마킹 공정의 일부로 처리해야 합니다.

코팅 전이나 후에 표시해야 할까요?

코팅 종류에 따라 다릅니다. 비연마성 코팅의 경우 코팅 전에 에칭하는 것이 효과적일 수 있습니다. 연마성 코팅의 경우에는 조각이나 코팅 후 마킹이 더 나은 방법일 수 있습니다.