EN
영구 마킹 기술의 원리
A 레이저 마킹 기계 집속된 증폭 광선을 사용하여 물리적 접촉, 잉크 또는 기계식 공구 없이 재료 표면에 영구 마킹을 생성합니다. 잉크젯 인쇄는 표면 위에 잉크를 도포하고, 닷-피인 마킹은 충격을 통해 재료를 변형시키는 방식과 달리, 레이저 마킹은 재료 자체를 변화시켜 색상을 산화 반응으로 변경하거나, 대비되는 기재층을 드러내기 위해 얇은 표면층을 제거하거나, 시각적 대비를 만들기 위해 표면 질감을 조정합니다.
이 공정은 소재와 원하는 결과에 따라 네 가지 구별되는 메커니즘을 통해 작동합니다. 템퍼링(annealing) — 스테인리스강 및 티타늄에서 일반적으로 적용됨 — 은 금속 표면을 국부적으로 가열하여 산화층을 형성하며, 이 산화층의 색상은 온도에 따라 달라져 재료 제거 없이 검정색, 갈색 또는 채색 마킹을 생성합니다. 플라스틱 및 유기 소재에 적용되는 탄소 이동 마킹(carbon migration marking)은 국부적 가열을 통해 재료를 제거하지 않고 표면을 어둡게 합니다. 조각(engraving)은 0.01~0.1mm 두께의 재료를 제거하여 깊이 인식이 가능한 마킹을 만듭니다. 박리(ablation)는 양극산화층, 도료, 도금 등 표면 코팅을 제거하여 그 아래에 있는 대비되는 소재를 노출시킵니다.
스테인리스강 주방용품 제조사가 스크린 인쇄를 20W 파이버 레이저로 교체했습니다. 레이저 마킹 기계 조리기구에 브랜드 로고 및 관리 지침을 인쇄하기 위한 용도. 스크린 인쇄 공정은 잉크 경화를 필요로 하며, 약 5,000회 인쇄 후 스크린이 마모되어 교체가 필요했고, 스크린당 80~120개의 비용이 발생하였다. 또한 소비자 테스트 결과, 이 방식으로 인쇄된 표시는 식기세척기 사용 200~300회 후 퇴색되었다. 반면, 파이버 레이저는 어닐링 방식으로 로고당 1~2초 만에 표시를 적용하여 소모품 없이 작업이 가능하였고, 표시는 식기세척기 사용 1,000회 이상 후에도 퇴색 없이 유지되었다. 단위 제품당 표시 비용은 스크린·잉크·불량률 분담 비용을 포함한 약 0.04에서 전력 비용만 고려한 0.001 미만으로 감소하였다.
재료별 표시 메커니즘
금속용 섬유 레이저 마킹
섬유 레이저 마킹 기계 이 시스템은 1064nm 파장(근적외선 파장)으로 빛을 방출하며, 이 파장은 금속에 의해 효율적으로 흡수된다. 스테인리스강의 경우, 레이저를 이용해 검정색 열처리 마킹(표면을 200–300°C까지 가열하여 크롬 산화물이 생성되는 방식), 흰색 마킹(표면을 미세하게 구조화하여 빛의 산란 특성을 변화시키는 방식), 또는 심각각(일련번호 등 마모에 강한 표시를 위해 0.05–0.1mm 두께의 재료를 제거하는 방식)을 구현할 수 있다.
알루미늄 마킹은 강철과 약간 다른 조건을 사용한다. 알루미늄의 녹는점(660°C)이 강철보다 낮기 때문에(강철은 약 1,400°C), 용융이 발생하지 않고 마킹만 수행되도록 출력 밀도를 낮춰야 한다. 양극산화 처리된 알루미늄의 경우, 염료로 착색된 산화 피막층을 제거하여 아래쪽의 반짝이는 알루미늄을 노출시키는 방식으로 마킹한다. 이 공정은 알루미늄 본체를 직접 수정하는 것이 아니라 단지 수 마이크로미터 두께의 코팅층을 제거하는 것이므로, 무처리 알루미늄 마킹에 필요한 출력의 10–20%만으로도 가능하다.
금속에 대한 파이버 마킹의 핵심 이점은 영구성이다. 스테인리스강에 적용된 어닐링 마킹은 1,000시간 이상의 염수 분무 시험, 고압살균기 살균 사이클, 산업용 세정제에 의한 화학적 노출 등에서도 지속되며, 반면 인쇄 라벨이나 잉크 마킹은 이러한 조건에서 수주 또는 수개월 내에 제거된다. 이러한 내구성 덕분에 파이버 레이저 마킹은 의료기기 UDI(고유 기기 식별자) 준수, 항공우주 부품 추적성, 자동차 부품 식별을 위한 표준 기술로 자리 잡았다.
민감한 재료에 대한 UV 레이저 마킹
355nm 파장의 UV 레이저는 1064nm 파장의 파이버 레이저가 열로 손상시킬 수 있는 재료를 마킹할 수 있다. ABS, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 나일론과 같은 플라스틱은 열적 효과가 아닌 광화학 반응을 통해 마킹된다. 고에너지 UV 광자는 폴리머 분자 결합을 직접 끊어 기판을 용융하거나 변형시키지 않고도 표면에서 색상 변화를 유도한다.
이 '냉각 마킹(cold marking)' 기능을 통해 파이버 레이저나 CO₂ 레이저로는 구현할 수 없는 응용 분야가 가능해집니다. 실리콘 웨이퍼는 미세 균열 없이 웨이퍼 ID를 마킹할 수 있습니다. 의료용 카테터는 세균이 서식할 수 있는 표면 손상을 일으키지 않고 UDI 코드를 마킹할 수 있습니다. 투명한 PET 병은 특정 조명 하에서만 보이는 유통기한 코드(이른바 '서리 마킹(frost marking)')를 적용받아 투명한 외관을 유지하면서도 추적성을 확보할 수 있습니다.
UV 레이저를 이용한 유리 마킹은 CO₂ 레이저 마킹 시 유리 표면에 발생하는 미세 균열을 방지합니다. 355nm 파장은 유리에 부분적으로 흡수되어, 유리가 CO₂ 레이저로 마킹된 선을 따라 파손되는 원인이 되는 응력 집중 없이 매끄러운 서리 마킹(frosted mark)을 생성합니다.
자주 묻는 질문
레이저 마킹 장치는 어떤 재료를 가공할 수 있나요?
파이버 레이저는 금속(강철, 알루미늄, 티타늄, 황동, 구리) 및 일부 어두운 플라스틱에 마킹을 수행합니다. UV 레이저는 플라스틱, 유리, 세라믹, 실리콘 및 얇은 필름에 마킹을 수행합니다. CO₂ 레이저는 목재, 종이, 가죽, 아크릴 및 유리에 마킹을 수행합니다. 티엔유 레이저(Tianyu Laser)는 파이버, UV, CO₂ 시스템을 제공하여 전체 재료 스펙트럼을 아우릅니다.
부품당 레이저 마킹 소요 시간은 얼마입니까?
마킹 시간은 내용의 복잡성, 크기 및 재료에 따라 달라집니다. 금속 표면에 간단한 로고나 일련번호를 마킹하는 데는 일반적으로 1~3초가 소요됩니다. 50×50mm 영역에 채워진 QR 코드 또는 상세한 그래픽을 마킹하는 데는 5~15초가 소요됩니다. 자동화된 시스템의 생산 처리량은 시간당 500~3,000개 부품입니다.
레이저 마킹은 영구적인가요, 아니면 제거할 수 있나요?
스테인리스강의 퇴화 흔적과 플라스틱의 탄소 확산 흔적은 영구적입니다. 이는 표면에 남는 오염물이 아니라 재료 자체의 화학적 변화입니다. 각인된 마크를 제거하려면 최소 0.05mm 이상의 표면 재료를 연마해야 합니다. 제거된 코팅 마크(양극 산화 알루미늄, 도장 표면 등)는 기재를 노출시키므로 재코팅 없이는 원래 상태로 되돌릴 수 없습니다.
레이저 마킹에는 잉크나 용제와 같은 소모품이 필요한가요?
아니요. 파이버 레이저 및 UV 레이저 마커는 잉크, 용제, 리본, 프린트헤드 등 어떠한 소모품도 사용하지 않습니다. 레이저 소스는 종류에 따라 10,000~100,000시간 후 교체가 필요합니다. 운영 시간당 반복적으로 발생하는 유일한 비용은 전력 소비(500~800W)와 인건비입니다.
레이저 마킹 장비로 컬러 마킹을 할 수 있나요?
네, MOPA(마스터 오실레이터 파워 앰프리파이어) 광섬유 레이저 기술을 통해 가능합니다. 펄스 지속 시간과 주파수를 제어함으로써 MOPA 레이저는 스테인리스강 및 티타늄 표면에 금색에서 파란색, 검정색까지 다양한 색상을 생성할 수 있습니다. 이는 산화막 두께를 정밀하게 조절함으로써 달성됩니다. 반면, 일반적인 Q-스위치드 광섬유 레이저는 검정색 또는 흰색 마킹만 생성할 수 있습니다.
레이저 마킹 장치는 어떤 파일 형식을 지원하나요?
표준 시스템은 EZCAD 또는 유사 소프트웨어를 통해 AI, PLT, DXF, PNG, JPG, BMP 형식을 지원합니다. 바코드 및 QR 코드 생성 기능은 소프트웨어 내장 기능으로, 별도의 외부 디자인 애플리케이션이 필요하지 않습니다. Tianyu Laser 장치는 CorelDRAW, AutoCAD, Photoshop에서의 파일 가져오기를 지원하여 원활한 워크플로우 통합이 가능합니다.