아크릴과 금속 레이저 커팅(컷팅)의 차이점과 특징 살펴보기

오늘 포스팅에서는 아크릴과 금속 레이저 커팅의 차이점에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

1. 소재 특성의 차이

레이저 커팅은 고열과 고에너지를 이용하여 소재를 가공하는 과정입니다. 레이저 컷팅을 하기 전에는 소재의 특성을 고려하여 적절한 가공 방법과 파라미터를 설정해야 합니다.

아크릴은 투명하고 유연하며 일반적으로 3mm 이하의 두께로 가공됩니다. 아크릴은 높은 가공 정밀도를 요구하지 않는 경우가 많습니다. 그래서 커팅 시에는 레이저 파워를 낮게 설정하고 속도와 주파수는 높게 설정하여 빠르고 부드럽게 가공 하는 경우가 많습니다. 아크릴은 가공 후 마무리 작업이 필요한 경우가 많기 때문에 노킹 현상이 발생하지 않도록 레이저 파라미터를 조절할 필요가 있습니다.

반면에 금속은 단단하고 경도가 높아 가공이 어려운 편에 속합니다. 레이저 파워는 높게 설정하여 금속 소재를 가공해야 하며 속도와 주파수는 낮게 설정하여 가공 정밀도를 높이는 것이 일반적입니다. 금속 커팅 시에는 고온과 고압의 가스가 필요합니다. 이 가스는 레이저 커팅으로 인해 발생하는 녹음 현상을 방지하고 가공 표면을 깨끗하게 유지하기 위해 사용됩니다.

 

 

2. 커팅 방식의 차이

레이저 커팅은 레이저를 이용하여 소재를 절단하고 가공하는 공정으로 아크릴과 금속의 경우 소재 특성에 따라 커팅 방식이 다르게 이루어집니다.

아크릴은 레이저 커팅 시 레이저 열에 의해 녹아내려 가공이 되며 이는 아크릴의 특성상 레이저 열을 잘 흡수하기 때문입니다. 따라서 일반적으로 아크릴 레이저 커팅 시스템은 저출력 레이저를 사용하며 높은 속도와 주파수로 가공이 가능합니다.

반면에 금속은 단단하고 경도가 높아 가공이 어렵습니다. 금속은 레이저 열에 의해 증발되어 가공이 되며 일반적으로 금속 레이저 커팅 시스템은 고출력 레이저를 사용합니다. 다시 말해서 소재에 따라서 가공에 사용되는 장비의 사양이 달라질 수 있으며 작업의 난이도 차이, 가공 시간이 달라지기 때문에 견적 차이가 발생하게 됩니다.

금속 레이저 커팅 시에는 조건에 따라 금속의 유체 역학적 성질이 변화할 수 있으므로 이를 고려하여 가스 유속과 압력을 적절하게 제어해야 합니다.

커팅 방식의 차이 때문에 금속과 아크릴 모두 특정한 레이저 컷팅 시스템을 사용해야 하며 커팅 시 조건이 달라기 때문에 이러한 차이점을 이해하고 적절한시스템과 조건을 선택함으로써 소재에 최적화된 가공 방식을 선정해야 합니다.

 

 

3. 마무리 작업의 차이

아크릴은 레이저 커팅 후에 노킹 현상이 발생할 수 있습니다. 소재가 녹아 내리는 과정에서 열이 축적되어 자잘한 부분에서 발생하는 작은 눌림 현상을 말합니다. 이는 아크릴 소재의 특성상 발생하기 쉬우며 가공된 부품의 외관을 손상시키는 원인이 됩니다.

따라서 아크릴 소재의 경우 레이저 커팅 후 추가적인 마무리 작업이 필요합니다. 이는 노킹 현상을 보완하고 표면을 매끄럽게 다듬는 과정으로 이루어집니다. 예를 들어 소재 표면에 마스킹 테이프를 붙인 후 폴리싱 작업을 통해 부드러운 표면을 만들어 줄 수 있습니다.

반면에 금속은 커팅 시 열에 의해 증발되기 때문에 노킹 현상이 발생하지 않습니다. 또 금속은 경도가 높아서 자른 부분의 가장자리가 매끄럽게 다듬어져서 나옵니다. 따라서 금속 레이저 커팅 후에는 추가적인 마무리 작업이 필요하지 않습니다. 그러나 소재와 형상에 따라서는 그을음이 있을 수 있습니다.

 

(좌) 아크릴 가공 / (우) 금속 가공

 

레이저 커팅 기술은 고속으로 소재를 가공할 수 있는 방식이지만 가공하려는 소재의 두께는 가공에 매우 중요한 요소입니다. 이는 레이저 빛의 열이 소재에 전달되는 정도와 관련이 있습니다.

더 두꺼운 소재를 가공할 때는 레이저 빛을 모든 부분에 고르게 전달하기 위해 더 많은 열이 필요하게 됩니다. 그래서 가공 시에 사용되는 레이저 파워, 속도, 주파수 등의 사양도 달라져야 합니다. 더 높은 레이저 파워는 소재에 더 많은 열을 전달하므로 절단을 가능하게 합니다.

반대로 소재가 너무 얇은 경우에는 변형되어 버닝 현상이 발생할 가능성이 높아집니다. 이는 소재가 레이저 빛을 받아 열파열 현상이 발생하는 것으로 소재가 더 얇아질수록 불규칙한 열파열 현상이 발생하기 쉽습니다.

 

 

하지만 소재가 얇은 경우 레이저 커팅에서는 더 정교한 가공이 가능합니다. 이는 레이저 빛의 집중성이 높아져 작은 부분까지 정밀하게 가공할 수 있기 때문입니다. 얇은 소재쪽으로 인해 열이 빠르게 전달되기 때문에 속도와 주파수를 더 높여서 정밀한 가공이 가능합니다.

이치럼 소재의 두껍거나 얇은 정도에 따라서 가공 이후의 발생하는 제품의 품질 차이도 크게 발생하기 때문에 부품 가공 시에는 소재 특성과 요구 사양을 고려하여 적합한 가공 값을 설정하고 작업을 진행해야 합니다.

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