레이저 에칭: 완벽 가이드

"레이저 에칭은 긴 수명 덕분에 가장 널리 사용되는 공정으로 자리 잡았습니다. 기존 기술로는 불가능했던 추적성 확보를 위한 패턴을 효과적으로 생성할 수 있습니다."

레이저 마킹 가공 산업에서 레이저 에칭은 재료 표면에 디자인을 새기는 데 있어 상대적으로 빠르고 효과적인 기술입니다. 로고 패턴, 식별 번호, 보안용 바코드 및 개인 맞춤형 디자인 등에 사용됩니다. 인쇄와 같은 기존의 마킹 기술과 비교했을 때, 스탬핑레이저 에칭은 영구성, 추적성 및 제조 용이성을 제공합니다. 자동차, 항공우주에서 의료기기 부품에 이르기까지 레이저 마킹은 이러한 산업 분야의 요구 사항을 충족하는 데 매우 적합합니다.

 

이 글에서는 레이저 에칭에 대한 필수 정보, 작동 원리, 장점 및 한계점을 제공합니다. 또한 레이저 마킹, 에칭 및 조각의 명확한 차이점을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

 

레이저 에칭이란 무엇입니까? 

레이저 에칭은 재료를 제거하는 비접촉식 기술입니다. 이 기술은 대상 재료 표면에 정보 코드나 미적 패턴을 새겨 넣을 수 있습니다. 에칭 공정은 부품의 특정 미세 영역에 고출력 레이저 펄스를 발생시켜 재료 표면을 녹입니다. 이렇게 녹은 펄스는 재료가 레이저 펄스를 흡수할 수 있도록 합니다. 결과적으로 단 몇 초 만에 미적 가치와 정보를 담은 오목한 자국이 형성됩니다. 

레이저 에칭 공정

레이저 에칭을 통해 엔지니어는 바코드, 식별 번호 및 표식을 부품에 새겨 넣어 추적성과 보안을 확보할 수 있습니다.

그것은 어떻게 작동합니까?

이 과정에서는 저출력 레이저 빔을 사용하여 레이저 파동을 발생시킵니다. 대부분의 경우, 광섬유 레이저 또는 자외선 레이저를 사용하여 재료를 기화시킵니다. 에칭을 수행할 초점을 결정합니다. 레이저 에칭 공정에 대한 간략한 설명은 다음과 같습니다.

• 먼저 CAD 소프트웨어에서 미리 정해진 형상을 설계한 다음, 이를 G 코드로 변환합니다.
• 한편, 작업자는 원하는 재료 시트에 녹이나 먼지가 쌓였는지 안전하게 제거합니다. 사포나 스프레이를 사용하여 얼룩과 먼지 자국을 제거합니다.
• 원하는 디자인을 재료 시트에 배치하여 레이저가 재료 표면에 집중되도록 함으로써 원하는 패턴을 만들어냅니다.
• 레이저 빔은 특정 시간 간격으로 여러 번의 레이저 에너지 폭발을 방출함으로써 고에너지 펄스를 생성합니다.
• 어떻게 된 일인지, 단 몇 초 만에 100W 펄스 레이저 에칭 장비에서 100,000만 번의 에너지 폭발이 일어납니다.
• 작업대가 안정적이고 재료를 단단히 고정할 수 있도록 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오.
• 레이저 에칭은 복잡한 형상 설계에 우선적으로 사용되는 경우가 많습니다.

 

레이저 마킹, 조각 및 에칭: 같은 것일까요?

이 모든 방법의 공통점은 재료 표면에 오래 지속되는 자국을 남기는 데 사용된다는 것입니다. 이러한 공정들이 종종 혼용되지만, 분명한 차이점이 있습니다. 함께 알아보겠습니다.

1. 레이저 마킹

레이저 마킹

레이저 마킹은 더 넓은 의미의 용어입니다. 비접촉식 또는 탈색 공정으로 알려져 있으며, 일반적으로 집중된 레이저 빔을 사용하여 재료 표면에 영구적인 패턴을 새기는 데 사용됩니다. 예를 들어 바코드, 로고, UID, QR 코드 등이 있습니다. 레이저 빔은 일반적으로 펄스 레이저, 파이버 레이저, UV 레이저, 연속 레이저 등의 장비를 통해 출력됩니다. 일반적인 레이저 마킹 공정에는 레이저 어닐링, 에칭, 조각, 탄소 이동, 발포, 착색 등이 있습니다.

2. 레이저 각인

스테인레스 스틸 레이저 조각

The 레이저 조각 레이저 조각 공정은 비교적 간단합니다. 2D 및 3D 디자인을 새길 수 있는 공간을 만들기 위해 물리적으로 재료를 제거하는 방식입니다. 레이저 조각은 특히 보석의 장식 패턴, 일련 번호, 로고와 같은 맞춤형 용도에 많이 사용됩니다. 이 공정은 내구성이 뛰어나며 최대 두께의 금속까지 조각할 수 있습니다. 0.020" 깊이는 500미크론입니다. 일반적인 레이저 조각 유형에는 레이저 에칭, 심층 레이저 조각 및 레이저 어블레이션이 있습니다. 레이저 조각 기계 10W에서 100W까지 다양한 출력으로 제공됩니다.

3. 레이저 에칭

앞서 언급했듯이 레이저 에칭은 고에너지 레이저 빔으로 재료 표면을 녹이는 방식입니다. 레이저 조각보다 속도가 빠르며, 알루미늄, 구리, 스테인리스강, 철 등의 금속에 주로 사용됩니다. 하지만 에칭 가능한 색상은 흰색, 검은색, 회색 등 몇 가지로 제한됩니다. 일반적인 예로는 바코드, QR 코드, 일련번호, 브랜드 슬로건, 이미지 등이 있습니다. 

 

레이저 에칭의 장점은 무엇인가요?

레이저 에칭의 몇 가지 장점은 다음과 같습니다.

• 레이저 에칭은 기존의 다른 기술보다 빠른 공정입니다.
• 재료와 레이저 사이에 물리적 접촉이 없기 때문에 공구 마모를 최소화하면서 부품을 생산하는 데 매우 효과적입니다.
• 이 소재는 아연, 스테인리스강, 양극 산화 알루미늄, 아크릴, 목재, 종이 등 다양한 금속, 복합재료 및 세라믹을 수용할 수 있습니다.
• 레이저 에칭은 2D 및 3D 디자인에 있어 매우 정확하고 정밀한 기술입니다.
• 대량 생산에 편리하며, 선물, 장신구, 보석류 등 개인 맞춤형 제품에도 적합합니다.
• 레이저 에칭은 작동에 최소한의 에너지만 필요로 합니다.  

 

레이저 에칭의 단점은 무엇인가요?

레이저 에칭의 단점은 다음과 같습니다.

• 레이저로 각인된 부품은 내구성이 떨어지고 마모에 취약합니다.
• 레이저 에칭은 금속을 에칭하여 다양한 패턴을 만들기 때문에 파이버 레이저에만 적합합니다. 
• 레이저 에칭은 흰색, 회색, 검정색 에칭과 같은 몇 가지 색상 대비로 제한됩니다.

 

레이저 에칭에 적합한 재료

레이저 에칭은 다양한 재료에 패턴을 새길 수 있습니다. 재료와의 호환성은 재료의 특성과 적용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다.

마그네슘

다른 금속들에 비해 마그네슘은 녹는점이 1215도로 낮습니다. °F. 레이저 에칭으로 제작된 마그네슘 부품은 무게가 비교적 가볍습니다. 또한, 마그네슘은 반사율이 낮기 때문에 부품에 별도의 전처리가 필요하지 않습니다.

리드

납은 621의 낮은 융점 때문에 에칭이 용이합니다.°F. 레이저 빔은 회색, 흰색, 검정색 등 다양한 색상 대비를 재현합니다. 납은 주로 추적 및 식별 번호에 사용됩니다.

알류미늄

레이저 에칭에 널리 사용되는 또 다른 합금은 알루미늄입니다. 알루미늄은 가벼운 특성을 가지고 있습니다. 그리고 상대적으로 낮은 융점은 1216입니다. °F는 마그네슘과 유사한 성질을 가지고 있습니다. 레이저 에칭에 일반적으로 사용되는 알루미늄 등급은 Al 380과 6061입니다. 또한, 알루미늄 에칭 부품은 고온의 화학 물질 환경과 강산성 환경을 견딜 수 있습니다.

아연

앞서 언급한 금속들과 비교했을 때, 아연은 상대적으로 녹는점이 낮다. 화씨 786도. 이 제품은 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 다이 캐스팅 레이저 에칭은 QR 코드 및 바코드와 같은 아연 에칭 부품에 높은 대비를 구현할 수 있습니다.

양극산화 처리 알루미늄

양극 산화 처리된 알루미늄은 녹는점 면에서 자연 산화된 알루미늄과 유사한 특성을 가지고 있습니다. 유일한 차이점은 표면 두께에 있습니다. 예를 들어, 양극 산화 처리된 알루미늄은 얇은 산화막 층을 가지고 있습니다. 표면의 바깥쪽에 0.002~0.07mm 두께의 산화알루미늄 층이 있습니다. 이 층은 표면의 부식을 방지합니다. 따라서, 에칭은 양극 산화 처리된 합금의 최상층에 수행할 수 있습니다.

레이저 가공 가능한 황동

이름에서 알 수 있듯이 레이저 가공용 황동은 에나멜과 래커 보호층으로 덮여 있습니다. 이 보호층 덕분에 황동은 레이저 펄스를 흡수할 수 있습니다. 일반적으로 레이저 가공용 황동은 다른 금속 합금에 비해 반사율이 매우 높습니다. 

스테인리스 강

스테인리스강은 레이저 에칭에 적합한 주요 등급으로 306과 316 두 가지가 있습니다. 스테인리스강 에칭 시에는 표면의 보호층이 에칭 과정에서 제거되므로 주의가 필요합니다. 이러한 이유로 레이저 어닐링은 스테인리스강에 패턴을 에칭하는 데 매우 적합한 방법입니다.

레이저 에칭의 응용

레이저 에칭은 정확성, 내구성 및 영구적인 마킹 생성 능력 덕분에 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용됩니다. 일반적인 응용 분야 중 하나는 다음과 같습니다. 레이저 에칭 스테인리스 스틸레이저 에칭은 로고, 일련번호, 제품 식별 및 장식 디자인에 사용됩니다. 다음은 레이저 에칭의 가장 일반적인 응용 분야입니다.

표: 레이저 에칭 응용 분야

어플리케이션	기술설명	예시	중요성
산업용 마킹 및 라벨링	부품에 일련번호, 바코드, QR 코드, 로고 등의 영구적인 표시를 하는 데 사용됩니다.	추적 및 품질 관리 목적으로 고유 식별자가 표시된 자동차 부품, 전자 부품 및 항공우주 부품.	추적성, 식별 및 브랜딩 목적에 필수적입니다.
의료 기기	수술 기구, 임플란트 및 기타 의료 기기에 부품 번호, 제조 번호 및 제조업체 정보와 같은 중요한 정보를 표시하는 데 사용됩니다.	수술 기구에는 수명 주기 전반에 걸쳐 추적할 수 있도록 고유 식별자가 표시되어 있습니다.	추적성 확보 및 규제 요건 준수에 매우 중요합니다.
전자 부품	PCB, 반도체, 커넥터 등의 전자 부품에 부품 번호, 로트 번호, 제조업체 정보 등의 중요 정보를 표시하는 데 사용됩니다.	제조 번호가 표시된 반도체.	추적성, 품질 관리 및 산업 표준 준수에 필수적입니다.
보석 및 패션	다양한 소재에 복잡한 디자인과 패턴을 만들거나, 이름, 이니셜 또는 특별한 메시지를 새겨 넣어 보석과 액세서리를 개인화하는 데 사용됩니다.	특별한 메시지를 담은 맞춤형 팔찌.	심미적 매력과 개인화를 향상시킵니다.
프로모션 제품	회사 로고, 이름 또는 메시지를 사용하여 판촉 제품을 맞춤 제작하는 데 사용됩니다.	행사 및 박람회용으로 맞춤 제작된 펜, 열쇠고리, 물병.	브랜드를 홍보하고 기억에 남는 판촉물을 만드는 효과적인 방법입니다.
예술과 공예	다양한 재료에 복잡한 디자인과 패턴을 만들고 장식품, 선물, 예술 작품을 제작하는 데 사용됩니다.	복잡한 무늬가 있는 장식품.	창의성과 예술적 표현을 촉진합니다.
건축 모형	정교한 건축 모형을 제작하고 다양한 재료에 복잡한 세부 사항을 새기는 데 사용됩니다.	건물의 상세한 건축 모형.	사실적이고 정확한 모델을 제작합니다.
총기와 칼	총기류와 칼에 일련번호, 제조사 정보, 장식 디자인 등의 중요한 정보를 표시하는 데 사용됩니다.	일련번호와 제조사 정보가 표시된 총기류.	식별, 추적 및 규제 요건 준수에 필수적입니다.
자동차 산업	부품 번호, 제조업체 정보, 로고와 같은 중요한 정보를 부품에 표시하는 데 사용됩니다.	부품 번호와 제조업체 정보가 표시된 자동차 부품.	추적성, 품질 관리 및 산업 표준 준수에 필수적입니다.
항공 우주 산업	부품 번호, 로트 번호, 제조업체 정보 등과 같은 중요한 정보를 부품에 표시하는 데 사용됩니다.	부품 번호와 제조업체 정보가 표시된 항공우주 부품.	추적성, 품질 관리 및 규제 요건 준수에 매우 중요합니다.
가전제품	소비자 가전 제품에 시리얼 번호, 제조업체 정보, 로고 등의 중요 정보를 표시하는 데 사용됩니다.	식별, 추적 및 브랜드화를 위해 표시된 스마트폰, 태블릿 및 노트북.	식별, 추적 및 브랜딩 목적에 필수적입니다.

 

프로린의 레이저 절단 서비스

하지만 레이저 에칭은 다른 마킹 공정에 비해 매우 까다롭습니다. 때때로 부품 수축, 뒤틀림, 변형이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 높은 정밀도와 정확도가 요구됩니다. 프로린에서는 숙련된 기술자와 엔지니어들이 고객님의 프로젝트가 올바른 방식으로 진행될 수 있도록 최선을 다하고 있습니다. 

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• 레이저 클래딩 공정: 종합적인 공정

 

합산

레이저 마킹은 미용 및 예술 분야부터 제조 산업에 이르기까지 널리 적용되는 기술이 되었습니다. 레이저 마킹을 통해 설계 엔지니어는 금속에서 플라스틱에 이르기까지 다양한 재료에 복잡한 패턴을 새길 수 있습니다. 또한 재료의 본래 특성을 저하시키지 않으면서 부식 방지 기능을 강화하는 추가적인 보호막을 제공합니다. 레이저 에칭은 낮은 에너지와 최소한의 시간으로 매우 정밀한 패턴을 구현할 수 있습니다. CNC 가공 기술의 통합은 이러한 기술을 더욱 발전시켜 최소한의 시간으로 디자인을 시장에 출시할 수 있도록 해줍니다. 

하지만 파이버 레이저 사용의 제한이나 표면 질감 표현의 제약 등 몇 가지 한계점이 존재합니다. 하지만 OEM 전문가나 관련 업계 종사자에게 문의하면 효율적이고 비용 효율적인 레이저 마킹 솔루션을 쉽게 찾을 수 있습니다.

 

자주 묻는 질문

Q1. 레이저 에칭은 영구적인가요?

네, 레이저 에칭은 추적성이 뛰어나고 영구적인 표식을 남깁니다. 에칭된 표식은 마모, 긁힘 및 마찰에 대한 저항성이 매우 높습니다. 따라서 군사 및 의료 기기 분야에서 널리 사용됩니다.

Q2. 레이저 마킹 공정 선택에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?

적절한 마킹 공정을 선택할 때는 다음 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 재료 호환성, 둘째, 마킹 속도, 셋째, 필요한 마킹 깊이입니다.

Q3. 레이저 마킹기에는 ​​어떤 레이저 빔 매질이 사용되나요?

일반적으로 사용되는 레이저 매질은 다음과 같습니다.

• 네오디뮴이 도핑된 이트륨
• CO2 가스
• 액체 형태의 유기 염료
• 알루미늄 가넷(고체)

Q4. 레이저 에칭에 적합하지 않은 재료는 무엇입니까?

일부 할로겐 원소와 열가소성 소재는 레이저 에칭에 적합하지 않습니다. 여기에는 폴리염화비닐(PVC), 산화베릴륨, 폴리비닐부티랄(PVB) 등이 포함됩니다.

Q5. 레이저 에칭으로 유리 표면에 무늬를 새길 수 있나요?

네, 유리는 모양에 상관없이 에칭 및 조각이 가능합니다. 이 과정에서 레이저 펄스가 유리 표면을 녹이고 변형시킵니다. 그런 다음 유리에 함유된 강화 금속 산화물과 실리카가 공기와 반응하여 아름다운 패턴을 형성합니다. 

Q6. 어떤 재료들이 레이저 에칭에 용이합니까?

적절한 재료 선택은 융점과 적용 요구 사항에 따라 달라집니다. 몇 가지 예로는 마그네슘, 알루미늄, 아연, 납, 강철 등이 있습니다. 

질문 7. 레이저 기계는 비싼가요?

음, 레이저 종류, 필요한 에칭 작업, 에칭 대상 재료 등 여러 요인에 따라 다릅니다. 일반적으로 레이저 에칭 장비는 10만 달러에서 20만 달러 사이입니다. $ 300 ~ $ 500,000. 또한 수동 및 자동 옵션도 있습니다. 자동 레이저 에칭은 더 정확하지만 초기 설치 비용이 높습니다.

 

리소스

마틴 에르하르트, 피에르 로렌츠, 클라우스 짐머(2012년 2월), 표면 흡착층을 이용한 레이저 에칭에 의한 표면 개질: 박막 고체 필름: DOI: 10.1016/j.tsf.2012.01.014, 검색됨 연구 게이트