레이저 마킹 머신 구매 전 필수 고려사항 13가지

레이저 마킹 머신이란?

레이저 마킹은 레이저를 사용해 다양한 종류의 객체에 라벨을 붙이는 방법입니다. 레이저 마킹 원리는 레이저 빔이 맞은 표면의 광학 외관을 어떤 방식으로든 변형시킨다는 것입니다. 이는 다양한 메커니즘으로 발생합니다:

1. 소재 제거(레이저 인그레이빙); 때로는 컬러 표면층 제거
2. 금속 용해로 표면 구조 변형
3. 약간의 연소(탄화) 예: 종이, 판지, 목재, 폴리머
4. 플라스틱 소재 내 안료(산업용 레이저 첨가제) 변형(표백 등)
5. 폴리머 팽창(예: 첨가제 증발 시)
6. 작은 기포 등 표면 구조 생성

레이저 빔을 스캐닝(예: 가동 미러 2개로)하면 벡터 스캔이나 래스터 스캔으로 문자, 기호, 바코드, 기타 그래픽을 빠르게 기록할 수 있습니다. 또 다른 방법은 마스크를 공작물에 투영하는 것(투영 마킹, 마스크 마킹). 이 방법은 단순하고 빠르며(움직이는 공작물에도 적용 가능) 스캐닝보다 덜 유연합니다.

"레이저 마킹"은 레이저 빔으로 공작물과 소재에 마킹 또는 라벨링하는 것을 의미합니다. 인그레이빙, 제거, 스테이닝, 어닐링, 폼잉 등 다양한 공정이 구분되며, 소재와 품질 요구사항에 따라 각 공정마다 장단점이 있습니다.

레이저 마킹 머신 작동 원리

레이저 기술 기초

모든 레이저는 세 가지 구성요소로 이루어집니다:

1. 외부 펌프 소스
2. 활성 레이저 매질
3. 공진기(Resonator)

펌프 소스가 외부 에너지를 레이저로 유도합니다. 활성 레이저 매질은 레이저 내부에 위치. 설계에 따라 가스 혼합물(CO₂ 레이저), 결정체(YAG 레이저), 유리 섬유(파이버 레이저) 등으로 구성. 펌프를 통해 에너지가 레이저 매질에 공급되면 복사 형태의 에너지를 방출합니다.

활성 레이저 매질은 두 개의 미러 사이, 즉 '공진기'에 위치. 이 중 하나는 단방향 미러. 활성 레이저 매질의 복사가 공진기에서 증폭됨. 동시에 단방향 미러를 통해서만 특정 복사가 공진기를 빠져나감. 이 집속된 복사가 레이저 복사입니다.

레이저 마킹 머신 장점

일관된 품질의 고정밀 마킹

레이저 마킹의 높은 정밀도 덕분에 매우 섬세한 그래픽, 1포인트 폰트, 매우 작은 지오메트리도 명확하게 판독 가능. 동시에 레이저 마킹으로 일관된 고품질 결과 보장.

고속 마킹

레이저 마킹은 시장에서 가장 빠른 마킹 공정 중 하나. 제조 과정에서 높은 생산성과 비용 이점 제공. 소재 구조와 크기에 따라 다양한 레이저 소스(예: 파이버 레이저)나 레이저 머신(예: 갈보 레이저)으로 속도 추가 향상 가능.

영구적 마킹

레이저 에칭은 영구적이고 동시에 마모, 열, 산에 강함. 레이저 파라미터 설정에 따라 특정 소재는 표면 손상 없이 마킹 가능.

레이저 마킹 머신 응용 분야

• 식품 포장, 병 등에 부품 번호, '유통기한' 등 표기
• 품질 관리를 위한 추적 가능 정보 추가
• 인쇄 회로 기판(PCB), 전자 부품, 케이블 마킹
• 제품에 로고, 바코드 등 정보 인쇄

잉크젯 인쇄, 기계식 마킹 등 다른 마킹 기술과 비교해 레이저 마킹은 매우 높은 가공 속도, 저운영비(소모품 불필요), 일관된 고품질과 내구성, 오염 방지, 매우 미세한 피처 기록 가능, 자동화에서 매우 높은 유연성 등 다수 장점 보유.

소재별 적합 레이저

• 플라스틱, 목재, 판지, 종이, 가죽, 아크릴: 상대적으로 저출력 CO₂ 레이저로 마킹(장파장 10μm 부근에서 흡수율이 낮아 금속에는 부적합)
• 금속 표면: 1μm 영역 파장(램프/다이오드 펌프 Nd:YAG 레이저(Q-스위치) 또는 파이버 레이저로 획득) 적합. 일반적인 마킹 레이저 출력은 10~100W 수준.
• 짧은 파장(532nm 등): YAG 레이저 주파수 배가로 획득 가능. 유리할 수 있으나 경제적 경쟁력이 항상 있는 것은 아님.
• 금 등 1μm 영역에서 흡수율 너무 낮은 금속: 짧은 레이저 파장 필수.

금속 (Metals)

스테인리스강, 알루미늄, 금, 은, 티타늄, 청동, 백금, 구리

레이저는 수년간 금속 레이저 인그레이빙과 마킹에 훌륭히 기여해 왔습니다. 알루미늄 같은 연질 금속뿐 아니라 강철이나 매우 단단한 합금도 레이저로 정확하고 판독 가능하며 빠르게 마킹 가능. 강철 합금 등 특정 금속은 어닐링 마킹으로 표면 구조 손상 없이 내식성 마킹 구현 가능. 금속 제품은 다양한 산업에서 레이저로 마킹됩니다.

플라스틱 (Plastics)

폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), ABS, 폴리이미드(PI), 폴리스티렌(PS), PMMA, 폴리에스터(PES)

플라스틱은 레이저로 다양한 방식으로 마킹/인그레이빙 가능. 파이버 레이저로 폴리카보네이트, ABS, 폴리아미드 등 다양한 상용 플라스틱을 영구적이고 빠르며 고품질 마감으로 마킹 가능. 낮은 셋업 시간과 유연성으로 소량 배치도 경제적으로 마킹 가능.

유기 소재 (Organic materials)

유기 소재는 선명한 윤곽의 영구적 마킹을 위해 특수 솔루션 필요. 열 생성을 원하는 한도 내로 제어할 수 있도록 강도 제어 가능한 레이저 마킹 시스템 개발.

유리 및 세라믹 (Glass and Ceramics)

유리와 세라믹은 고객과 운영 산업에 엄격한 요구사항 부과. STYLECNC는 유리에 고대비, 크랙 없는 마킹 적용 기술 개발.

레이저 마킹 머신의 다양한 공정

어닐링 마킹 (Annealing Marking)

금속용 특수 레이저 에칭 유형. 레이저 빔의 열효과로 소재 표면 아래 산화 공정 유발, 금속 표면 색상 변화 초래.

레이저 인그레이빙 (Laser Engraving)

레이저 인그레이빙 중 공작물 표면이 레이저로 용융/증발. 레이저 빔이 소재 제거. 이로 생성된 표면 인상이 인그레이빙.

제거 (Removing)

레이저 빔이 기판에 도포된 탑코트 제거. 탑코트와 기판의 색상 차이로 대비 생성. 양극산화 알루미늄, 코팅 금속, 포일/필름, 라미네이트 등이 제거 방식으로 레이저 마킹되는 대표 소재.

폼잉 (Foaming)

레이저 빔이 소재 용해. 이 과정에서 소재 내 기포 생성, 빛 확산 반사. 마킹된 부분이 에칭되지 않은 부분보다 밝게 나타남. 주로 어두운 플라스틱에 사용.

탄화 (Carbonizing)

밝은 표면에서 강한 대비 구현. 탄화 공정 중 레이저가 소재 표면 가열(최소 100°C), 산소/수소 또는 둘 다 방출. 남은 것은 탄소 농도 높은 어두운 영역. 폴리머나 바이오폴리머(목재, 가죽 등)에 사용. 탄화는 항상 어두운 마크 생성하므로 어두운 소재에서는 대비 미미.

컬러 마킹 (Color Marking)

MOPA 파이버 레이저 소스를 사용해 스테인리스강, 티타늄 등 금속 표면에 컬러 마킹하는 공정. MOPA는 마스터 레이저(시드 레이저)와 출력을 증폭하는 광증폭기로 구성된 설정.

3D 마킹 (3D Marking)

3D 레이저 마킹 시스템은 소프트웨어 제어로 광학 확대 빔 렌즈를 광축 방향으로 고속 왕복 운동시키고, 레이저 빔 초점 거리를 동적 조정해 초점 스팟이 공작물 표면의 서로 다른 위치에서 균일하게 유지되도록 함으로써 3D 표면, 표면 정밀 레이저 가공 실현.