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레이저! 패턴가공에 날개를 펼쳐줘요

패턴가공은 우리 생활 곳곳에 스며있다. 우리가 매일 아침 화장실에서 쓰는 두루마리 휴지의 무늬, 야식으로 치킨과 피자를 먹을 때 마다 함께 마시는 콜라병의 로고가 모두 패턴가공의 결과물이다. 또한, 출력되는 소리가 중요한 음향기기에 패턴을 입혀 인위적으로 노이즈를 없애는 기능적인 역할도 하고 있다. 이처럼 패턴의 심미적 효과와 기능적 효과 때문에 활용범위가 점차 확대되고 있는 추세다. 하지만 패턴가공은 쉽지 않은 작업이다. 패턴을 가공하는 과정에는 굉장히 섬세한 작업이 필요하기 때문이다. 그렇다면 디테일한 부분도 정교하게 통제할 수 있는 레이저로 패턴을 가공해보면 어떨까? 레이저 페턴가공에 주목해야 할 3가지 이유를 통해 질문에 대한 답을 찾아보자.

레이저로 가공할 수 있는 다양한 패턴
레이저로 가공할 수 있는 다양한 패턴

레이저 패턴가공에 주목해야 할 이유 3가지

하나. 패턴 디자인을 그대로 시연하기 어려운 이유는 생산라인에서 미크론단위의 매우 정밀한 작업이 요구되기 때문이다. 따라서 N/C 조각기로 정교하고 복잡한 패턴가공을 하기에는 한계가 있다. 현실의 벽에 부딪힌 디자이너는 만들고 싶은 디자인이 아니라 만들 수 있는 디자인을 해야 했다. 하지만 레이저로 패턴을 가공한다면 깊고 좁은 영역도 왜곡 없이 정밀한 작업을 할 수 있어 디자이너의 의도대로 제품을 현실화시킬 수 있다. 레이저가 패턴을 디자인하는 디자이너의 창의력을 무한대의 영역으로 이끌어주는 견인차인 셈이다.

둘. 최근 레이저 패턴 가공이 디지털화 되면서 디자이너의 생각을 그대로 그래픽으로 나타내게 해줘 복잡한 작업을 단순화 되었다. 제품을 실제로 만들지 않아도 3D로 결과물을 예측할 수 있어 시간과 비용을 절약해줬고 이는 제품 구성에 대한 다양한 시도로 이어졌다. 또한, 디자인 과정부터 고객과 의사소통하며 소비자의 요구에 실시간으로 반응할 수 있어 고객의 만족도는 자연스럽게 높아졌다. 이제 디지털 데이터만 있으면 전 세계 어디에서도 제품을 생산할 수 있고 단종된 제품도 다시 생산할 수 있는 멀티프로덕션이 가능해진 것이다.

레이저 패턴가공은 전혀 다른 두개의 패턴을 마치 하나의 패턴처럼 매끄럽게 이어준다
레이저 패턴가공은 전혀 다른 두개의 패턴을 마치 하나의 패턴처럼 매끄럽게 이어준다

셋. 레이저로 패턴의 깊이와 각도를 자유자재로 조절하며 반복패턴부터 불규칙패턴까지 패턴을 응용할 수 있는 영역이 넓어졌다. 이제 레이저 패턴가공이 디자인의 장벽을 뛰어넘어 기능까지 갖추게 됐다. 이미 모든 자동차 회사에서 헤드라이트 안쪽 반사경에 기능성 패턴을 사용해 조명의 각도를 조절하고 있다. 자동차 표면에도 기능성 패턴을 적용할 수 있다. 자동차를 타고 내릴 때마다 마찰이 발생하는 곳에 흠집이 생기게 마련이다. 그동안은 어쩔 수 없는 것이라고 체념했겠지만, 기능성 패턴을 이용한다면 흠집을 숨기거나 아예 생기지 않게 할 수 있다. 또한, 자동차 대시보드에 패턴을 입혀 직물을 만지는 느낌을 내기도 한다. 이제 보이는 것 뿐만 아니라 촉감까지 패턴으로 바꿀 수 있다. 이뿐만이 아니다. 타이어 금형에 레이저 패턴가공으로 로고를 새기거나 특정한 패턴을 입히는 단계는 이미 지났다. 한 계단 올라가 금형에 빛을 흡수하는 패턴을 넣어 타이어가 전체적으로 어둡게 보이는 효과를 낼 수 있다.

솔루션 제공해줄 기계 어디 없나

디자인영역에만 머무르던 패턴가공이 레이저와 디지털을 만나면서 기능적인 역할까지 소화하게 됐다. 하지만 현재 패턴가공은 금형산업, 그중에서도 자동차와 휴대폰에 집중되어있다. 기존 레이저기계는 테이블의 높낮이나 레이저 헤드를 표면에 따라 조절해야 하기 때문에 불규칙한 표면을 가공하기 힘들다. 따라서 패턴을 정교하게 작업하기 위해서 많은 노력과 시간이 들어가기 때문에 쉽사리 다른 분야에서 도전하기 힘들다는 분석이다.

LASERTEC 45
LASERTEC 45

반면, 레이저택 45 Shape는 레이저 헤드(z-shift)가 ±15mm까지 스스로 표면을 인식해 사용자가 따로 조절할 필요가 없다. 레이저 헤드 뿐만이 아니다. 작업물을 올려놓는 테이블 (NC Swivel rotary table)까지 작업환경에 맞춰 자동으로 조절된다. 또한, 가장 작은 레이저 단위인 피코세컨드레이저까지 다룰 수 있어 패턴의 정밀도는 높여주고, 작업 시간은 줄여주는 솔루션을 제공한다. 이 장비는 다양한 분야에 도입되어 공정을 개선하고 있다. 실제로 어느 한 페트병 공장에서는 레이저택 45 Shape 을 이용해 페트병 라벨 뒷면에 패턴을 입히고 그 위에 풀을 칠해 기존 방식보다 1~2%의 풀을 절약했다. 1년만에 기계 값 만큼 풀을 아꼈다고.

정밀 스캐너가 달린 레이저 헤드, CCD 카메라 및 접이식 측정 센서가 통합되어 있는 LASERTEC 45 의 작업 영역
정밀 스캐너가 달린 레이저 헤드, CCD 카메라 및 접이식 측정 센서가 통합되어 있는 LASERTEC 45 의 작업 영역

레이저 패턴가공이 할 수 있는 일이 많아진 만큼, 조금만 시야를 넓혀보면 활용될 수 있는 분야도 무궁무진할 것으로 예상된다. 이번 기사에서는 레이저 패턴가공에 주목해야할 이유를 크게 3가지로 나눠서 이야기했지만, 기술이 발전함에 따라 그 이유가 수십 혹은 수백 가지로 늘어나지 않을까? 레이저가 패턴가공에 달아준 날개로 어디까지 날아갈 수 있을지 레이저 패턴가공의 앞날이 기대된다.

About 김란영 기자

따끈한 밥 위에 스팸 한 조각처럼 감칠맛 나는 기사로 여러분의 입맛을 책임지겠습니다. 맛있게 읽으세요 :)