레이저 조각이란? 공정, 유형 및 가이드

Yonglihao Machinery에서 신속한 프로토타입 제작 회사, 저는 제품 개발을 처음부터 끝까지 지원합니다. 레이저 절단 서비스 저희의 핵심 일상 공정 중 하나입니다. 레이저 각인은 종종 그 다음 단계입니다. 부품 절단 후 고객은 내구성 있는 로고, ID 또는 추적 표시를 원합니다. 이 가이드에서는 레이저 각인이 무엇이고, 어떻게 작동하는지, 그리고 소재와 표시에 적합한 방식을 선택하는 방법에 대해 중점적으로 설명합니다.

레이저 조각이란?

레이저 각인은 비접촉식 공정입니다. 재료를 제거하여 실제 깊이를 가진 영구적인 각인을 만듭니다. 이러한 물리적 깊이가 레이저 각인의 주요 특징입니다. 표면만 각인된 각인보다 취급, 마모 및 기타 여러 단계에서도 각인된 각인이 더 잘 유지됩니다.

레이저 조각은 레이저 마킹과 다릅니다. 가장 큰 차이점은 마킹이 형성되는 방식입니다. 레이저 마킹은 표면 색상 변화, 산화 또는 빛의 표면 변화를 이용하는 반면, 레이저 조각은 제어된 절삭 및 재료 제거를 사용합니다. 결과적으로 촉감과 내구성이 더욱 뛰어납니다.

제조에서 각인을 하는 주된 이유는 추적성 때문입니다. 일련번호, 로트 코드, 2D 코드, 자산 ID는 항상 읽을 수 있어야 합니다. 로고나 명판에도 각인을 적용할 수 있습니다. 지워지거나, 변색되거나, 번지지 않는 표시를 원할 때 사용할 수 있습니다.

레이저 조각은 어떻게 작동하나요?

레이저 조각은 에너지를 아주 작은 점에 집중시킵니다. 그 점을 경로를 따라 이동시켜 재료를 제거합니다. CNC 프로그램이 이 경로를 제어합니다. 공정 변수는 제거되는 재료의 양과 표면의 모양을 제어합니다.

재료 제거는 여러 가지 방식으로 이루어집니다. 용융 및 배출, 기화, 또는 단펄스 삭마를 통해 이루어질 수 있습니다. 재료마다 작용 방식이 다릅니다. 어떤 재료는 깨끗하게 기화되고, 어떤 재료는 녹았다가 가장자리에서 다시 응고됩니다. 유리와 같은 다른 재료는 제어된 미세 파쇄를 통해 서리처럼 보일 수 있습니다.

깊이와 대비는 에너지 밀도와 지속 시간(dwell time)에서 비롯됩니다. 에너지 밀도는 주로 초점(스팟 크기)의 영향을 받습니다. 지속 시간은 속도와 펄스 중첩에 의해 결정됩니다. 이것이 "동일한 출력"이라도 초점이나 속도가 변하면 매우 다른 표시를 만들 수 있는 이유입니다.

대부분의 조각은 래스터 또는 벡터 모션을 사용합니다. 래스터 조각은 프린터처럼 영역을 줄 단위로 채웁니다. 텍스트, 사진, 솔리드 로고에 자주 사용됩니다. 벡터 조각은 선과 곡선을 따라 그립니다. 그림이 대부분 윤곽선으로 되어 있을 때 더 빠른 경우가 많습니다.

레이저 조각의 주요 유형

이 섹션에서는 레이저 유형을 선택하는 데 도움을 드립니다. 재료와 원하는 마킹 유형에 따라 선택하세요.

파이버 레이저 조각

파이버 레이저(약 1064nm)는 금속 조각에 실용적인 선택입니다. 금속은 파장을 잘 흡수합니다. 일련번호, 데이터 매트릭스 코드, 내구성 있는 부품 ID에 적합합니다. 스테인리스강, 알루미늄, 황동 및 다양한 합금에 적합합니다. 또한, 단품 부품부터 반복 제작까지 확장이 용이합니다. 고정 장치와 초점을 잘 조절하면 공정이 안정적입니다.

제한: 반사 금속과 열에 민감한 마감재는 더욱 세심한 관리가 필요합니다. 구리와 일부 알루미늄 표면은 관리가 까다로울 수 있습니다. 이러한 표면의 반사율과 열전도율은 에너지가 재료에 전달되는 방식을 변화시킵니다. 너무 강하게 설정하면 열 변색이나 부드러운 가장자리가 나타날 수 있습니다. 미세한 버(burr) 모양의 테두리가 나타날 수도 있습니다. 외관이 중요하다면 먼저 가독성을 고려하여 조정하세요. 그런 다음 한 번의 두꺼운 덧칠 대신 여러 번 덧칠하여 깊이감을 신중하게 더하세요.

CO2 레이저 조각

CO2 레이저(약 10.6μm)는 비금속에 가장 적합합니다. 많은 유기 물질이 이 파장을 잘 흡수합니다. 나무, 종이, 가죽, 아크릴 등에 뛰어난 시각적 대비로 조각합니다. 비금속 품목에 간판, 선물, 명찰을 부착할 때 CO2 레이저는 빠르고 깨끗한 결과를 제공합니다.

제한: 특수 코팅이 되어 있지 않은 금속에는 CO2가 최선의 선택이 아닙니다. 목재의 경우, 제어된 연소를 통해 명암 대비가 형성됩니다. 따라서 연기 관리는 표시의 선명도에 영향을 미칩니다. 아크릴에는 선명한 서리 자국이 남을 수 있습니다. 하지만 특히 얇은 패널의 경우, 거칠기를 방지하기 위해 열 관리가 중요합니다.

다이오드 레이저 조각

다이오드 레이저는 소형 시스템입니다. 다양한 소재에 약한 강도에서 중간 강도로 조각할 수 있습니다. 공간과 예산이 중요한 곳에 자주 사용됩니다. 또한 생산 수요가 많지 않을 때도 사용됩니다. 코팅된 금속, 일부 플라스틱, 목재에도 작업할 수 있습니다.

제한: 깊은 금속 조각에는 다이오드가 더 느릴 수 있습니다. 대량 산업용 마킹에는 다이오드가 덜 관대합니다. 금속에 내구성 있는 추적 표시가 필요한 경우 파이버가 일반적으로 더 안전한 선택입니다. 강한 대비를 위해 비금속을 주로 조각하는 경우, 빠른 속도를 위해 CO2가 일반적으로 선택됩니다.

어떤 소재에 새길 수 있나요?

다양한 소재에 조각할 수 있습니다. 레이저 파장과 에너지는 표면이 열을 흡수하는 방식과 일치해야 합니다. 실제 작업에서는 소재를 세 가지 그룹으로 나눕니다. 쉽게 조각할 수 있는 소재, 주의해서 조각할 소재, 그리고 피해야 할 소재입니다. 이렇게 하면 일관된 결과를 얻고 작업 공간을 안전하게 보호할 수 있습니다.

일반적으로 "잘 조각되는" 소재로는 목재, 다양한 플라스틱(비PVC), 가죽, 그리고 다양한 강철이 있습니다. 양극 산화 처리된 알루미늄도 잘 조각됩니다. 금속은 좋은 결과를 얻으려면 파이버 레이저가 필요한 경우가 많습니다. 유리에도 조각이 가능하지만, 그 방식은 다릅니다. "프로스트"처럼 보이는 현상은 깨끗하게 제거하는 것이 아니라 미세 균열로 인해 발생할 수 있습니다. 깨짐을 방지하려면 응력과 패턴을 잘 관리해야 합니다.

가열 시 유해한 부산물을 생성하는 재료는 피하십시오. PVC가 대표적인 예입니다. PVC는 사람과 장비에 위험한 염소 함유 가스를 방출할 수 있습니다. 할로겐, 특정 수지 또는 일부 복합 소재가 포함된 재료도 유해한 연기를 생성할 수 있습니다. 확실하지 않은 경우, 각인하기 전에 정확한 재료 등급을 확인하십시오.

우리가 조각 접근 방식을 선택하는 방법

설정을 선택하는 가장 빠른 방법은 재료를 먼저 고르고, 그다음 마크 요구 사항, 그리고 생산 속도를 선택하는 것입니다. 재료가 금속이고 마크의 내구성이 중요하다면 섬유가 시작점입니다. 재료가 유기물이나 아크릴이고 강한 대비를 원한다면 CO2가 가장 간단한 방법입니다.

다음으로, 마크 요건을 정의합니다. 대비, 깊이, 크기, 위치를 고려하세요. 화장품 표면에 부착된 로고는 우수한 엣지 품질과 열 관리가 필요합니다. 추적을 위한 일련번호는 취급 및 세척 후에도 읽을 수 있어야 합니다.

그런 다음 사이클 시간 요구 사항을 확인하세요. 단시간 작업에는 더 느리고 깨끗한 설정이 필요합니다. 대량 작업에는 배치 변경 및 표면 상태 변화에도 견딜 수 있는 안정적인 공정이 필요합니다.

매개변수를 조정하기 전에 이것을 사용하세요:

• 재료와 정확한 등급이 확인되었습니다(추측 없음).
• 목표 정의: 대조만 할 것인가, 깊이를 할 것인가.
• 식별된 그래픽 유형: 래스터 채우기 또는 벡터 선.
• 고정 계획 설정: 부품을 이동할 수 없습니다.
• 안전성이 검증됨: 환기 및 눈 보호.

2D 코드 가독성 기본 사항

산업 추적성을 위해서는 2D 코드가 모든 단계에서 판독 가능한 상태를 유지해야 합니다. 즉, 단순히 외관을 위한 디자인이 아닌 스캐닝을 위한 디자인을 해야 한다는 의미입니다.

여백이 필요합니다. 코드 주변에 깨끗한 여백을 남겨두세요. 이렇게 하면 스캐너가 가장자리를 찾는 데 도움이 됩니다. 코드에 테두리나 질감이 너무 많으면 디코딩이 불안정해집니다. 여백은 보호된 공간으로 간주하세요.

모듈 크기는 레이저 스팟 및 표면 마감에 맞춰야 합니다. 모듈이 빔의 스팟 크기에 너무 가까우면 모서리가 둥글게 됩니다. 셀이 합쳐져 스캐너에 "회색 노이즈"처럼 보일 수 있습니다. 공간이 부족한 경우, 작은 모듈을 억지로 배치하는 것보다 코드를 약간 크게 만드는 것이 좋습니다.

후처리 과정에서 대비를 제거하거나 모양을 변경할 수 있습니다. 이에 대비하세요. 블라스팅은 미세한 부분을 부드럽게 만들 수 있습니다. 코팅은 얕은 셀을 채울 수 있습니다. 아노다이징은 반사율을 변경할 수 있습니다. 부품을 블라스팅하거나 도색할 경우, 손상되지 않는 모양에 집중하세요.

실제 검증 규칙: 작업자가 사용하는 것과 동일한 조명과 각도에서 테스트 스캔하세요. 가능하다면 원재료뿐만 아니라 실제 후처리 공정 후에도 테스트하세요. 일반적으로 소량의 파일럿 테스트가 전체 배치를 다시 마킹하는 것보다 더 빠릅니다.

일반적인 문제 및 모범 사례

대부분의 인그레이빙 실패는 초점 오류, 불안정한 고정 장치, 또는 과도한 열로 인해 발생합니다. 증상은 재료에 따라 다르게 나타나지만 근본 원인은 동일합니다. 먼저 기본적인 문제를 해결하세요.

깊이를 조정하기 전에 고정 장치와 초점을 고정하는 것이 가장 좋습니다. 안정적인 설정은 공격적인 설정보다 항상 더 좋습니다. 결과가 부품 전체에 걸쳐 균일하지 않으면 평탄도, Z축 높이, 초점을 먼저 확인하십시오.

매개변수 창 사고

안정적인 결과는 하나의 "최적 설정"이 아닌 매개변수 창에서 나옵니다. 마크는 영역당 전달되는 에너지에 의해 결정됩니다. 이는 스팟 크기(초점)와 체류 시간(속도 + 오버랩)에 의해 결정됩니다.

파워와 속도는 한 쌍입니다. 파워는 에너지 입력량을 증가시키고, 속도는 에너지가 표면에 머무르는 시간을 조절합니다. 속도를 높이지 않고 파워만 높이면 열이 발생하고, 가장자리가 부드러워지고 탄화가 더 쉽게 일어납니다. 에너지를 더 많이 들이지 않고 속도를 높이면 대비가 떨어집니다.

주파수는 펄스가 쌓이는 방식과 표면이 열을 받는 방식을 변화시킵니다. 너무 많이 겹치면 바삭한 부분을 제거하는 것이 재가열로 이어질 수 있습니다. 이는 가장자리 선명도에 악영향을 미칩니다. 너무 적게 겹치면 점선과 고르지 않은 질감이 생길 수 있습니다.

초점은 숨겨진 승수입니다. 스팟 크기와 에너지 밀도를 즉시 변경합니다. 작은 초점 오차는 스팟을 넓히고 피크 강도를 감소시킬 수 있습니다. 이로 인해 "동일한 설정"이 다른 프로세스처럼 작동할 수 있습니다. 결과가 고르지 않으면 전원을 켜기 전에 초점과 평탄도를 확인하십시오.

결론

레이저 조각은 재료를 제거하는 제어된 공정입니다. 실제 깊이를 가진 영구적이고 내구성 있는 마크를 생성합니다. 선택 과정은 간단합니다. 레이저를 재료에 맞추고 모션 전략을 아트에 맞추면 됩니다. 그런 다음 초점 제어 및 안전한 추출을 통해 결과를 안정화합니다. 레이저 절단에 Yonglihao Machinery를 사용한다면, 조각은 자연스러운 다음 단계입니다. 단일 제품이나 반복 제작 시 별도의 도구 없이도 추적성과 식별 기능을 제공합니다.

추가 자료: 레이저 커팅 vs. 레이저 조각

자주 묻는 질문

"레이저 조각"은 레이저 마킹과 같은 것인가요?

아니요. 각인은 재료를 제거하고 깊이를 만듭니다. 각인은 표면만 변화시킬 수 있습니다. 이러한 차이는 내구성과 각인이 마모에 어떻게 견디는지에 영향을 미칩니다.

금속 부품을 조각하는 데 가장 적합한 레이저는 무엇입니까?

대부분의 경우, 금속 가공에는 파이버 레이저가 가장 적합합니다. 파이버 레이저는 효율적이고 반복 가능하며, 추적성 표시에 자주 사용됩니다.

모든 플라스틱에 레이저로 새길 수 있나요?

아니요. 일부 플라스틱은 피해야 합니다. 유해한 연기를 방출할 수 있기 때문입니다. PVC가 대표적인 예입니다.

높은 출력에서도 조각이 충분히 깊지 않은 이유는 무엇입니까?

문제는 단순히 파워가 아니라 초점, 속도, 또는 오버랩에 있는 경우가 많습니다. 스팟이 올바른 초점에 있지 않으면 에너지가 분산되고 깊이가 줄어듭니다.

레이저 조각이 부품 허용 오차에 영향을 미칩니까?

가능합니다. 각인 작업 시 재료가 제거되고 국소적인 열이 발생할 수 있습니다. 중요한 표면에 각인이 있는 경우, 깊이를 조절하십시오. 밀봉 또는 맞춤 부품에서 멀리하십시오.