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CO₂, 파이버 레이저 방식의 특징과 다양한 활용도
레이저 커팅기 시장 트렌드 점검
글 편집부 2018-07-25 |   지면 발행 ( 2018년 8월호 - 전체 보기 )

사인업계에서 쓰이는 레이저 커팅기는 CO₂가 주를 이뤘지만 최근엔 파이버 레이저 방식도 조금씩 수요가 증가하고 있다. 아크릴과 철재 등 다양한 소재에 커팅작업을 하는 사례가 늘면서 파이버 레이저 방식이 시장에서 주목받고 있다. CO₂와 파이버 레이저 방식의 장단점 등 커팅기 시장 트렌드를 점검해 본다.


▲ CO₂ 레이저 커팅기는 이산화탄소를 주성분으로 레이저 빔을 형성한다. 주성분과 혼합한 가스를 이용해 빛의 유도방출을 형성한다. 진공관에 연속적인 반응으로 빛이 증폭된다. 이를 이용해 형성된 레이저는 제품의 표면을 순간적으로 태워 절단, 각인 등 원하는 모양으로 가공한다.

다양한 가공 능력, 레이저 커팅기

힘든 사인업계에서 지속적인 증가 폭을 보이는 장비가 있다. 바로 가공 장비다. 불경기에도 가공 장비는 움직였다. 출력시장이 단가경쟁에서 발버둥을 치고 있을 때, 디지털 평판 커팅기와 조각기 영역은 새로운 사업을 끌어들이고자 아이디어를 얻기 위해 노력했다. 그리고 평판 커팅기가 그렇게 시작했듯이 레이저 커팅기의 수요가 조금씩 늘고 있다. 어려운 시장 상황에서 새로운 사업군이 될만한지는 관심을 두고 지켜볼 필요가 있다. 중요한 건 업계 및 산업의 꾸준한 관심이 이제 수요로 이어지고 있다는 점이다.

레이저 커팅기의 가장 큰 특징은 다양한 재질을 원하는 모양으로 다룰 수 있다는 점이다. 수치화된 데이터로 작업을 하므로 장비를 다룰 수만 있으면 어떤 제품이라도 생산할 수 있다. 사인업계에 사용되는 레이저 커팅기는 크게 두 종류다. CO₂ 레이저와 파이버 레이저다. 레이저 빔에 따라 강도가 다르고 적용 소재가 다르다. 사인업계를 넘어 산업용으로 영역을 확장하고 있는 레이저 커팅기는 현재 덩치를 키우는 중이다. 제품생산에 제한이 없기 때문에 어느 영역에나 적용할 수 있다.

힘들어지고 있는 경기상황은 작업자 부족이라는 현상을 초래하고 있다. 간판을 손수 제작하는 사인 제작업체에선 작업자의 능력이 가장 중요했다. 최저임금을 맞추고 직원복지에 신경 써야 하는 현 상황은 제조업의 가장 큰 난관이 됐다. 이런 상황 속에서 레이저 커팅기는 다양한 가공능력으로 어필하고 있다. 사인업계를 넘어 산업계까지 그 영역을 확장하고 있다. 전문가들의 손놀림에 맞추지만 생산성은 탁월한 장비. 레이저 커팅기에 대해 살펴보자.


▲ CO₂ 레이저 커팅기는 주로 아크릴, MDF, 원단 등을 작업할 때 사용한다. 아크릴 조각사인이나 상패, 목재사인 등 다양한 소재에 활용 할 수 있는 장비다.

비금속 커팅기, CO₂ 레이저

레이저 커팅기는 레이저를 형성하는 주원료에 따라 이름을 붙일 수 있다. 우선 레이저 커팅기 중 가장 다양하게 쓰이고 있는 레이저는 CO₂ 레이저다. 일명 비금속 레이저 혹은 아크릴 레이저라고 불린다. CO₂ 레이저는 쉽게 말해, 이산화탄소를 주성분으로 레이저 빔을 형성한다. 주성분과 혼합한 가스를 이용해 빛의 유도방출을 형성한다. 진공관에 연속적인 반응으로 빛이 증폭된다. 이를 이용해 형성된 레이저는 제품의 표면을 순간적으로 태워 절단, 각인 등 원하는 모양으로 가공한다.

CO₂ 레이저는 비금속 재료에 다양하게 접목한다. 종이, 가죽에서부터 아크릴, 목재까지. 사인업계에는 주로 아크릴과 목재 가공에 쓰이고 있다. DB라이텍 채홍기 부장은 “CO₂ 레이저를 20년 정도 취급하고 있는데 국내 사인시장에 가장 많이 판매되고 있는 레이저”라고 밝혔다. 이어서 “보통 아크릴 업체에서 많이 사용한다”며 “화장품 매대 및 장식장을 만들거나 담배 진열장, 휴대폰 숍 디스플레이장을 제작하기 위해 많이 사용하고 있다”고 말했다. 매대 및 옥외 디스플레이에 기본적으로 사용된다.

CO₂ 레이저는 아크릴, 목형제작 업체에서는 없어서는 안 되는 가공 장비다. 서울다이컷팅 이병국 부장은 “CO₂ 레이저 커팅기는 박스제작이나 목형제작에 주로 사용한다”며 “고가의 CO₂ 장비는 속도와 정밀도에서 크게 차이나기 때문에 주로 산업용으로 사용한다”며 “부품 및 전자제품 내 필름을 제작하는 데에도 쓰인다”고 전했다. 또한, 우드 사인 제작업체에서는 레이저의 태우는 방식을 반대로 이용해 다양한 디자인 효과를 만들어낸다. 인그레이빙, 그림자 효과 등을 활용해 목재가 주는 따뜻한 느낌이나 나무를 태운 느낌을 잘 살릴 수 있다. 낮은 강도로 연질재료에도 충분히 활용 가능하다.

가격면에서 CO₂ 레이저는 파이버 레이저보다 우수하다. HRT 권혁용 상무는 “이산화탄소 가스를 이용해 빛을 형성하는데 글라스, 스테인리스 등 여러 가지 튜브 타입 중 가성비를 따지면 글라스 튜브를 제일 많이 사용한다”고 밝혔다. 소모품 비용이 발생하는데, 사용 가스와 튜브 교체 비용이다. 권 상무는 “사용기간에 따라 수명이 다하면 튜브도 교체해야 해서 150W 정도의 낮은 출력을 사용하는 업체에선 저가형의 글라스 튜브를 선호한다”고 말했다.

그리고 최근에는 CO₂장비의 활용도를 높이기 위해 다양한 툴을 제작해 사용자 편의를 늘리고 있는 추세다. 두손캐드컴 김기태 대표는 “CO₂는 아크릴이나 MDF, 섬유 등의 시장에 주로 쓰인다”라며 “그중에서 섬유시장을 겨냥해 초음파 툴을 개발해 차별화 전략을 취하고 있다”라고 답했다. 그리고 김 대표는 “초당 20,000~40,000회 진동을 발생시키는 초음파 툴을 개발해 마찰열로 섬유 원단 끝처리를 해서 올 풀림을 방지한다”라며 “그리고 커팅과 가공(마킹 등)을 동시에 할 수 있는 멀티 커팅기를 개발해 시장에 선보이고 있다”라고 덧붙였다.


▲ 다양한 철재 사인의 증가를 통해 파이버 레이저 커팅기의 수요 확대를 고민해 볼 수 있다.

금속 커팅기, 파이버 레이저

파이버 레이저는 최근 수요량이 서서히 늘고 있다. 불경기에 가격을 최우선으로 고려하는 수요자들의 요구에 부합하기 위해 가격대가 조금 내려간 편이다. 억대 장비로 인식되던 고가의 라인업이 중국산 제품 등으로 진입장벽을 낮췄다. 또한, 외주 작업으로 돌리던 금속 커팅분야에 직접 장비를 구매해 사용하겠다는 소비자들이 늘고 있다. 이에 파이버 레이저 장비의 향후 시장성이 나쁘지 않다는 전망이 나온다.

파이버 레이저는 금속 커팅기라는 이름처럼 금속을 다루는 데 사용한다. 광섬유의 연속적 반응을 유도해 빛을 형성한다. 가스를 매개로 하는 열전달 방식보다 고효율을 내기 때문에 레이저 강도가 다르고 내구성이 좋다는 특징이 있다. 그로 인해 CO₂ 레이저보다 가격이 더 높지만, 소모품에 들어가는 가스 및 튜브 교체 비용이 절감된다는 측면도 유리하게 볼 수 있다. 소비전력과 소모품 교체비용 등 저렴한 운용비용으로 고출력 가공이 가능하다는 장점이 있다. 파이버 레이저는 자동차의 부품 등 금속을 다루는 거의 모든 산업 분야에 사용된다.

한터테크놀러지 현창호 부장은 “철재 커팅 작업을 주로 하는 업체라면 파이버 레이저 방식이 유리하다”라며 “동급(약 2kW~4kW급)장비를 두고 비교했을 때 장비관리, 비용 부분에서 큰 차이가 발생한다”라고 답했다. 그리고 현 부장은 “고출력 CO₂ 장비는 다양한 주변장치(헬륨, 질소, 산소 등)를 마련해야 하기 때문에 작업공간이 넓어야 하지만 파이버 장비는 레이저 발진기만 배치하면 되기 때문에 공간적 제약이 적다”라며 “4kW급 장비를 기준으로 비교하면 전체적인 유지비가 CO₂ 방식은 약 25,000원/일 정도이고 파이버는 약 2,000원/일 수준이다”라고 덧붙였다.

사인업계에서 파이버 레이저는 주로 철판을 자르고 구멍을 내는 데 사용한다. 비금속을 자르는 CO₂ 레이저와 비교해 고출력으로 고강도 사양을 갖고 있다. DB라이텍 원유영 과장은 “주로 파이버 레이저는 두꺼운 철판이 아니라 4T 이하의 얇은 철판을 다룬다”며 “스테인리스, 철 등 금속을 절단하고 철판을 주력으로 하는 업체가 사용한다”고 전했다. 이어서 원 과장은 “취급하는 금속이 정해져 있으면 주력제품과 물량이 있으니까 대부분 철판 가공하는 업체들이 외주를 맡기지 않고, 이제 파이버 레이저로 넘어가는 추세”라고 말했다. 안정적으로 물량을 확보하고 있고 외주업체에 맡기는 번거로움, 시간 대비 비용을 따져봤을 때 제작업체에 더 합리적이기 때문이라고 한다.

※위의 내용은 기사의 일부 내용입니다. 자세한 내용은 월간 사인문화 8월호를 참고하세요.

<SignMunhwa>

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