과제
플라스틱 휴대폰 프레임에 “프리미엄”급 금속 질감을 구현할 수 있는 새로운 마킹 시스템용 레이저 소스를 제공하라
적용 분야
정밀 가공
해결 방안
파장 9.3 μm와 넓은 주파수 범위를 갖춘 ti100p CO₂ 레이저는 광택이 나는 크롬 같은 마감과 부드러운 브러시드 메탈 마감을 모두 구현합니다.
한 주요 레이저 마킹 기계 제조업체는 Novanta 애플리케이션 엔지니어들과 협력하여 플라스틱 휴대폰 프레임에 “프리미엄” 메탈릭 마감을 구현하는 새로운 레이저 마킹 시스템을 개발했습니다. 이 휴대폰 프레임에는 일반적으로 Alberdingk UC 90이나 Primal HG 1000과 같은 폴리우레탄/아크릴 하이브리드 소재의 광택 코팅이 되어 있는데, 이러한 코팅은 일반적인 레이저 파장에 노출되면 녹거나 변형될 수 있습니다. 이에 대한 해결책을 찾는 것은 휴대폰 제조사에게 상당한 비용 절감 효과를 가져다줄 뿐만 아니라 사용 편의성도 향상시킬 수 있습니다:
- 소재 비용 절감 – 플라스틱은 조달이 용이하며, 케이스 성형은 스탬핑 및 절단 방식보다 훨씬 저렴합니다.
- 경량화 – 사용자의 ‘손에 쥐는 느낌’ 개선은 물론, 제조사에서 소매업체를 거쳐 최종 사용자에게 배송되는 과정에서 발생하는 비용도 크게 절감됩니다
- 사용편의성 향상 – 표면에 질감을 더해 사용자의 그립감을 높여 미끄러짐을 방지
금속 휴대폰 케이스의 고급스러운 외관을 플라스틱 케이스로 재현하기 위해서는 두 가지 다른 마감 처리, 즉 고광택의 “크롬 같은” 가장자리와 평평한 표면을 위한 브러시드 새틴 마감이 필요했습니다. 플라스틱 휴대폰 프레임에는 유약 코팅이 되어 있었으며, Novanta 애플리케이션 엔지니어들은 밑에 있는 기본 플라스틱에 영향을 주지 않으면서 광택 코팅에 레이저를 조사하면 마크의 금속적인 외관을 높일 뿐만 아니라 내구성도 향상된다는 사실을 확인했습니다.
첫 번째 기술적 과제는 적절한 레이저 파장을 찾는 것이었습니다. Synrad의 애플리케이션 엔지니어들은 분광기를 사용하여 투과 데이터를 측정하고, 이 데이터를 곡선으로 그래프화하여 최적의 파장을 결정했습니다.
투과 곡선에 따르면, 9.3 μm 파장의 레이저는 시중에서 흔히 볼 수 있는 10.6 μm 레이저보다 투과율이 25% 낮았습니다. 이러한 낮은 투과율 덕분에 노반타의 Synrad 레이저는 밑에 있는 기본 플라스틱에 손상을 주지 않으면서도 고속으로 광택 코팅에 가볍게 마킹할 수 있게 되었습니다.
9.3 μm 파장을 확인한 것이 핵심이었지만, Novanta는 저출력 모델을 포함하여 9.3 μm 파장의 Synrad 브랜드 레이저를 여러 종류 제공하고 있었기 때문에 테스트는 여기서 끝나지 않았습니다. 더 높은 생산 처리량을 달성하기 위해 Novanta 애플리케이션 엔지니어들은 ti100p 레이저를 추천했습니다.
100와트의 출력과 9.3 μm 파장의 조합은 최대 처리 속도를 보장하면서 광택 코팅의 적절한 질감 처리와 연마를 가능하게 했습니다. 고품질의 금속 같은 마감 처리가 필요한 플라스틱 휴대폰 프레임을 마감할 때, 9.3 μm 파장과 넓은 주파수 범위를 갖춘 ti100p는 광택이 나는 크롬 같은 마감과 부드러운 브러시드 메탈 마감을 모두 구현합니다.
