KR102497645B1 - 금형 표면 레이저 가공하는 방법 - Google Patents

금형 표면 레이저 가공하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이송축에 의해 선택적으로 X축, Y축, Z축으로 직선 이동하면서, 레이저 빔을 조사하는 레이저공구, 상면에 가공물을 안치하고, 회전축에 의해 선택적으로 가공물을 X축 또는 z축을 축으로 회전시키는 테이블, 및 상기 레이저공구의 이송축 및 테이블의 회전축과 전기적으로 연결되고, 가공 파라미터를 기반으로 상기 레이저공구의 변위 및 테이블의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치를 이용하고, a)테이블에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 레이저공구의 이송 위치 및 테이블의 회전각도에 따른 포스트 프로세서를 결정하는 단계, 및 b)레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 레이저 가공 파라미터를 이용하여 레이저공구의 레이저 빔의 스폿의 크기와 깊이를 결정하는 단계를 포함하여, 그 결정된 파라미터를 통해 레이저공구의 이송 변위 및 테이블의 회전 제어시 발생할 수 있는 되는 오차를 사전에 보정하므로 가공물 표면에 연속으로 정밀 가공을 수행하는 것이 가능한 금형 표면 레이저 가공하는 방법을 제공한다.

Description

금형 표면 레이저 가공하는 방법{Method of laser machine the mold surface}
본 발명은금형 표면 레이저 가공하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평면이 아닌 3차원 형상에 대한 레이저 가공을 위해서 가공 표면의 법선벡터 방향으로 레이저 빔의 경로를 결정하고, 레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 가공 양상의 분석을 통해 가공 스폿의 크기와 깊이를 결정하는 금형 표면 레이저 가공하는 방법에 관한 것이다.
사출 성형 시 금형의 표면은 액체 플라스틱의 유동에 큰 영향을 준다. 액체 플라스틱 수지가 금형에 공급되면서 표면에 직접적으로 접촉하므로, 금형의 표면에 따라 액체 플라스틱 수지의 유동 특성이 변화한다.
레이저 가공은 비접촉식 가공 방법으로, 공구 역할을 수행하는 빔 사이즈를 조절할 수 있어 오목한 형상을 가진 금형 가공 시 접촉식 가공에서 발생하는 공구의 간섭 문제가 발생하지 않는다.
그리고 자동화가 가능하므로 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 공정으로 연구되고 있다. 레이저를 이용한 3차원 형상의 가공 시 가장 중요한 것은 빔의 조사 위치에서 재료가 일정한 remelting이 발생하도록 시스템과 경로를 제어하는 것이다.
절삭 가공의 경우, 공구와 공작물의 접촉에 의해 제거되지만, 비접촉 방식의 레이저 가공은 빔의 직경 및 위치에 따라 에너지가 변화하기 때문에 가공 가능 범위에서 벗어난 위치에서는 가공이 발생하지 않는다.
도 1은 금속 표면을 기준으로 레이저 빔의 조사 각도에 따라 열 분포와 빔 사이즈가 변화하는 참고도이다. 가우시안(Gaussian) 분포를 가지는 레이저 빔이 표면에 수직으로 조사되는 경우 그림과 같이 표면에서 열에너지가 축대칭으로 분포된다.
하지만, 빔과 표면의 노멀벡터(normal vector) 간에 각도가 발생하면 빔 사이즈가 증가하면서 열에너지가 감소하여 일정한 양의 용융풀이 발생하지 않는다.
따라서 레이저 가공을 적용하여 3차원 형상의 금형 표면을 일정하게 가공하기 위해서는 레이저 빔과 가공 표면의 노멀벡터(normal vector)가 일치해야 하는 문제점이 있었다.
종래기술로는 등록특허 제10-1912465호(2018.10.22)를 참조할 수 있다.
본 발명은 평면이 아닌 3차원 형상에 대한 레이저 가공을 위해서 가공 표면의 법선벡터 방향으로 레이저 빔의 경로를 결정해 주는 방법 및 레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 가공 양상의 분석을 통해 가공 크기와 깊이를 결정하는 금형 표면 레이저 가공하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 금형 표면 레이저 가공하는 방법은 이송축에 의해 선택적으로 X축, Y축, Z축으로 직선 이동하면서, 레이저 빔을 조사하는 레이저공구; 상면에 가공물을 안치하고, 회전축에 의해 선택적으로 가공물을 X축 또는 z축을 축으로 회전시키는 테이블; 및 상기 레이저공구의 이송축 및 테이블의 회전축과 전기적으로 연결되고, 가공 파라미터를 기반으로 상기 레이저공구의 변위 및 테이블의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치를 이용하는 것으로, a)테이블에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 레이저공구의 이송 위치 및 테이블의 회전각도에 따른 포스트 프로세서를 결정하는 단계, 및 b)레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 레이저 가공 파라미터를 이용하여 레이저공구의 레이저 빔의 스폿의 크기와 깊이를 결정하는 단계를 포함한다.
이때 본 발명에 따른 상기 a)단계인 테이블에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 레이저공구의 이송 위치 및 테이블의 회전각도에 따른 포스트 프로세서를 결정하는 단계는, a-1)X축, Y축, Z축으로 한 레이저공구의 이동과, X축과, Z축을 기준으로 테이블의 회전에 따른 이동 변환행렬식과, 회전 변환행렬식을 도출하는 단계와, a-2)도출된 상기 이동 변환행렬식과, 회전 변환행렬식을 이용하여 정기구학 방정식을 도출하는 단계와, a-3)상기 a-2)단계에서 도출된 정기구학 방정식에 a-1)단계에서 도출된 이동 변환행렬식과, 회전 변환행렬식을 각각 대입한 행렬식을 도출하고, 상기 대입한 행렬식을 간단히 정리하는 단계와, a-4)상기 a-1)단계 내지 a-3)단계에서 도출된 행렬식을 토대로, 레이저공구의 X축, Y축, Z축 이송 위치 및 테이블의 X축, Z축을 축으로 한 회전각도에 따른 포스트프로세스를 도출하는 단계를 포함한다.
여기서 본 발명에 따른 상기 이동 변환행렬식 및 회전 변환행렬식은 아래의 [수학식 1], [수학식 2], [수학식 3]이다.
[수학식 1]
Figure 112021072322632-pat00001
[수학식 2]
Figure 112021072322632-pat00002
[수학식 3]
Figure 112021072322632-pat00003
(여기서,
Figure 112021072322632-pat00004
은 법선벡터
Figure 112021072322632-pat00005
,
Figure 112021072322632-pat00006
,
Figure 112021072322632-pat00007
에 의해 이동한 것이고,
Figure 112021072322632-pat00008
는 X축을 기준으로 회전한 것이며,
Figure 112021072322632-pat00009
는 Z축을 기준으로 회전한 것이다.)
그리고 본 발명에 따른 상기 정기구학 분석식은 아래의 [수학식 4] 및 [수학식 5]이다.
[수학식 4]
Figure 112021072322632-pat00010
[수학식 5]
Figure 112021072322632-pat00011
(여기서, P[x, y, z]는 중심점의 3차원 좌표이고, N[i, j, k]는 노멀벡터이며,
Figure 112021072322632-pat00012
는 각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이다.)
또한, 본 발명에 따른 상기 정기구학 분석식에 상기 이동 변환행렬식 및 회전 변환행렬식을 대입한 행렬식은 아래의 [수학식 6] 및 [수학식 7]이다.
[수학식 6]
Figure 112021072322632-pat00013
[수학식 7]
Figure 112021072322632-pat00014
(여기서, x, y, z는 중심점의 3차원 좌표이고, i, j, k는 노멀벡터이며,
Figure 112021072322632-pat00015
,
Figure 112021072322632-pat00016
,
Figure 112021072322632-pat00017
는 각각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이고,
Figure 112021072322632-pat00018
는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
Figure 112021072322632-pat00019
는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이다. )
그리고 본 발명에 따른 상기 정리식은 아래의 [수학식 8], [수학식 9], [수학식 10]이다.
[수학식 8]
Figure 112021072322632-pat00020
[수학식 9]
Figure 112021072322632-pat00021
[수학식 10]
Figure 112021072322632-pat00022
(여기서, x, y, z는 중심점의 3차원 좌표이고, i, j, k는 노멀벡터이며,
Figure 112021072322632-pat00023
,
Figure 112021072322632-pat00024
,
Figure 112021072322632-pat00025
는 각각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이고,
Figure 112021072322632-pat00026
는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
Figure 112021072322632-pat00027
는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이다. )
더불어 본 발명에 따른 상기 포스트프로세서는 아래의 [수학식 11], [수학식 12], [수학식 13], [수학식 14], [수학식 15]이다.
[수학식 11]
Figure 112021072322632-pat00028
[수학식 12]
Figure 112021072322632-pat00029
[수학식 13]
Figure 112021072322632-pat00030
[수학식 14]
Figure 112021072322632-pat00031
[수학식 15]
Figure 112021072322632-pat00032
(여기서,
Figure 112021072322632-pat00033
는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
Figure 112021072322632-pat00034
는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이고, arctan2(i,j)는 i, j의 값에 대한 식이며, X는 레이저 공구의 X축 상대이송거리, Y는 레이저 공구의 Y축 상대이송거리, Z는 레이저 공구의 Z축 상대이송거리이다.)
더불어 본 발명에 따른 상기 가공 스폿의 깊이(Height) 및 지름(Diameter)에 따른 가공장치의 파라미터는 레이저 평균 출력(Average power), 펄스 반복률(Pulse repetition)을 기반으로 도출하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 금형 표면 레이저 가공하는 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
평면이 아닌 3차원 형상에 대한 레이저 가공을 위해서 가공 표면의 법선벡터 방향으로 레이저 빔을 결정해 주는 방법 및 레이저의 Average power 및 Pulse repetition에 따른 가공 양상의 분석을 통해 가공 크기와 깊이를 계산하여 레이저 가공 파라미터를 결정함에 따라 그 결정된 파라미터를 통해 레이저공구의 이송 변위 및 테이블의 회전 제어시 발생할 수 있는 되는 오차를 사전에 보정하므로 가공물 표면에 연속으로 정밀 가공을 수행하는 것이 가능하다.
도 1은 레이저 빔의 조사 각도에 따른 스폿을 보인 참고도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형의 표면 가공을 위한 5축 레이저 가공장치를 보인 참고도이다.
도 3은 5축 가공 순서도를 보인 흐름도이다.
도 4는 5축 가공에서 CL 데이터는 가공물 상에서 임의에 위치한 상태를 보인 예시도이다.
도 5는 레이저 빔 종횡비에 따른 레이저 광도와 패턴 갭의 상관관계를 보인 그래프이다.
도 6은 일정한 간격을 가지는 패턴 형상을 금형 표면에 1 ~5회 반복 조사한 뒤 각 조건에 대한 결과를 보인 그래프이다.
도 7은 부식테스트를 위해 사용한 삼전극 시스템의 구성을 보인 참고도이다.
도 8은 분극곡선을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 평면이 아닌 3차원 형상에 대한 레이저 가공을 위해서 가공 표면의 법선벡터 방향으로 레이저 빔의 경로를 결정하고, 레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 가공 양상의 분석을 통해 가공 크기와 깊이를 결정하는 금형 표면 레이저 가공하는 방법에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2를 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치는 2개의 회전축이 테이블에 장착된 형태 TRT 타입(Table-rotating/tilting type)으로, 레이저공구(10)와, 테이블(20)과, 제어부(30)를 포함한다.
먼저, 상기 레이저공구(10)는 가공물의 표면에 레이저 빔을 조사하여 가공물의 표면을 가공하는 것으로, 일측에 구비된 이송축(11)에 의해 선택적으로 X축, Y축, Z축 선상으로 직선 이동하면서 레이저 빔을 가공물에 조사한다.
그리고 상기 테이블(20)은 상면에 가공물을 안치하여 고정하는 것으로, 회전축(21)에 의해 선택적으로 상면에 안치된 가공물을 X축 또는 z축(틸팅 또는 로테이팅)을 축으로 회전시킨다.
또한, 상기 제어부(30)는 상기 레이저공구(10) 및 테이블(20)과 전기적으로 연결되고, 결정된 가공 파라미터를 기반으로 상기 레이저공구(10)의 이동 변위 및 테이블(20)의 회전를 제어하여, 가공물이 레이저 가공되도록 한다.
상기한 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치는 레이저공구(10)를 X축, Y축, Z축 선상으로 직선 이동시키고, 테이블(20)을 X축(틸팅) 또는 z축(로테이팅)을 축으로 회전시키는 5축 가공시스템으로, 5축 가공 시 레이저공구(10)와 테이블(20)에 자유도가 추가되기 때문에 일반적인 3축 가공과 달리 레이저공구(10)의 움직임을 예측하기 어렵고, 가공물과 레이저공구(10)와의 간섭이 발생하기 쉽다.
이로 인해 5축 가공 제어를 위해서는 가공의 목적 및 가공 형상을 결정하고, 5축 가공 시스템의 구조를 선정 및 이해가 필요하며, 기구학적 방정식을 통해 가공 좌표를 추출해야 한다.
이때 같은 타입의 5축 가공 시스템이 이송축(11)과 회전축(21)이 직각으로 배치되어 있더라도 배치 순서에 따라 전혀 다른 역기구학 방정식(Inverse Kinematics Equation)이 유도되므로, 5축 가공장치의 축의 배치 순서에 맞는 포스트프로세서(post-processor)가 필수적이다.
여기서 포스트프로세서란, 도 3을 참조한 바와 같이 CC(Cutter contact)데이터를 기반으로 공구의 위치 벡터(
Figure 112021072322632-pat00035
)와 공구의 자세 벡터(u)로 이루어진 CL(Cutter location) 데이터를 해당 기계의 구조에 맞는 위치벡터, 위치 벡터(
Figure 112021072322632-pat00036
), tilting 각 및 rotating 각으로 이루어진 NC(Numerical control) 데이터로 변환하는 작업을 뜻한다.
가공 경로에 따라 공구와 가공물을 움직이기 위해 기계 운동 축의 회전을 고려한 값으로 변환해야 하며, 이를 위해 5축 가공 시스템에 적합한 포스트프로세서가 필요하다.
포스트프로세서를 위해서는 공구와 가공물 간의 자세 관계로부터 기계의 회전 또는 이송 값을 표현하는 역기구학 방정식이 필요하다.
이때 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치가 5축 가공 시 사용되는 NC 데이터를 획득하기 위하여, 도 2 내지 도 4와 같이 임의의 3차원 형상의 예를 이용하여 기구학적 분석을 진행하였다.
레이저를 이용한 5축 가공은 표면의 노멀벡터(normal vector)와 레이저 빔의 방향 벡터(vector)가 일치하여야 한다.
이로 인해 3차원 표면 가공 시 각 가공 지점에 대한 노멀벡터를 계산하고, 이를 레이저의 조사 방향과 일치가 되도록 5축 가공기의 틸팅 및 로테이팅 제어가 필수적이다.
5축 레이저 가공에서 레이저 빔이 조사되는 점의 중심을 P라 하며, 이 중심점의 3차원 좌표를 P[x, y, z]라 하고 노멀벡터를 N[i, j, k]라 가정한다.
가공물 아래에 각각 로테이팅과 틸팅 순서대로 바닥면과 수평이 되도록 장착되고 X, Y, Z축 이송 테이블 상부에 위치하게 된다.
로테이팅은 이송축의 Z축을 중심으로
Figure 112021072322632-pat00037
만큼 회전하며, 틸팅은 이송축의 X축을 중심으로
Figure 112021072322632-pat00038
로 회전하여, 레이저의 빔과 가공물의 노멀벡터가 일치되도록 제어한다.
따라서 레이저공구와 스캐너는 Z축 이송 테이블에 장착하여 가공물의 형상에 따라 초점 높이를 조절할 수 있도록 하였으며, 가공물의 하부에 로테이팅/틸팅 및 X축과 Y축 이송 테이블을 장착하였다.
이때 5축 가공의 제어는 3축에 비하여 매우 복잡하기 때문에 간단한 제어를 위하여 로테이팅과 틸팅의 Z축의 중심을 일치하도록 하였고, 가공 표면의 법선벡터(offset vector) 방향으로 레이저 빔을 결정하는데, 상기 법선벡터는
Figure 112021072322632-pat00039
이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 테이블에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 법선벡터 방향으로 레이저공구의 X축, Y축, Z축 이송 위치 및 테이블의 X축, Z축을 축으로 한 회전각도에 따른 포스트프로세서를 도출하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
상기한 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치의 레이저공구(10) 이송 및 테이블(20)이 로테이팅(rotating)/틸팅(tilting)을 이용하여 레이저 가공 시 필요한 좌표를 계산하기 위하여 변환 행렬을 사용하는데, 본 발명에서는 X축과, Z축을 기준으로 가공물이 회전하므로, 아래의 행렬식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00040
Figure 112021072322632-pat00041
Figure 112021072322632-pat00042
여기서,
Figure 112021072322632-pat00043
은 벡터
Figure 112021072322632-pat00044
,
Figure 112021072322632-pat00045
,
Figure 112021072322632-pat00046
에 의해 이동한 것이고,
Figure 112021072322632-pat00047
,
Figure 112021072322632-pat00048
는 각각 X축을 기준으로 회전한 것과, Z축을 기준으로 회전한 것이다.
그리고
Figure 112021072322632-pat00049
과
Figure 112021072322632-pat00050
은 각각 가공물과 공구를 중심으로 하는 좌표계를 나타내고, 피봇 포인트(pivot point)인 R은 2개의 회전축의 교차점이며, 법선 벡터(offset vector)
Figure 112021072322632-pat00051
는
Figure 112021072322632-pat00052
에서 점 R의 방향 벡터이다.
가공물 좌표계에 대한 공구의 방향과 위치는 변환 행렬의 계산으로 결정된다.
따라서 상기한 좌표 변환행렬과 외적을 통해 정기구학 방정식인 아래의 [수학식 4]와, [수학식 5]로 표현할 수 있고, 이동 행렬의 경우 로테이팅(rotating)과 틸팅(tilting)의 중심이 일치하기 때문에 L의 거리만큼 떨어진 Z축을 제외한 X축, Y축에 대한 변환행렬 값은 0이다.
Figure 112021072322632-pat00053
Figure 112021072322632-pat00054
여기서, P[x, y, z]는 중심점의 3차원 좌표이고, N[i, j, k]는 노멀벡터이며,
Figure 112021072322632-pat00055
는 각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이다.
상기한 [수학식 4] 및 [수학식 5]는 각각 변환행렬을 이용하여 정기구학 분석을 수학식으로 나타낸 것으로, 상기한 [수학식 4] 및 [수학식 5]에서
Figure 112021072322632-pat00056
은 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리를 나타낸다.
상기한 [수학식 1] 내지 [수학식 3]을 [수학식 4] 및 [수학식 5]에 각각 대입하면 아래의 [수학식 6] 및 [수학식 7]로 나타낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00057
Figure 112021072322632-pat00058
여기서, x, y, z는 중심점의 3차원 좌표이고, i, j, k는 노멀벡터이며,
Figure 112021072322632-pat00059
,
Figure 112021072322632-pat00060
,
Figure 112021072322632-pat00061
는 각각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이고,
Figure 112021072322632-pat00062
는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
Figure 112021072322632-pat00063
는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이다.
상기 대입식인 [수학식 6] 및 [수학식 7]을 간단히 정리하면, 아래의 [수학식 8]과 [수학식 9]으로 나타낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00064
Figure 112021072322632-pat00065
따라서 [수학식 8] 및 [수학식 9]를 이용하여 상대 이송거리
Figure 112021072322632-pat00066
,
Figure 112021072322632-pat00067
,
Figure 112021072322632-pat00068
, 회전각도
Figure 112021072322632-pat00069
,
Figure 112021072322632-pat00070
의 산출이 가능하고, 실제 가공좌표의 X, Y, Z 값은 [수학식 7]에서
Figure 112021072322632-pat00071
일 때 레이저 가공 시 표면의 좌표와 일치하게 되므로, 회전각도(
Figure 112021072322632-pat00072
,
Figure 112021072322632-pat00073
)가 각각 0이기에
Figure 112021072322632-pat00074
이므로, 아래의 [수학식 10]으로 나타낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00075
따라서 금형의 표면 가공을 위한 NC(Numerical control) 데이터는 아래와 같이 정리된다.
Figure 112021072322632-pat00076
Figure 112021072322632-pat00077
Figure 112021072322632-pat00078
Figure 112021072322632-pat00079
Figure 112021072322632-pat00080
여기서,
Figure 112021072322632-pat00081
는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
Figure 112021072322632-pat00082
는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이고, arctan2(i,j)는 i, j의 값에 대한 식이며, X는 레이저 공구의 X축 상대이송거리, Y는 레이저 공구의 Y축 상대이송거리, Z는 레이저 공구의 Z축 상대이송거리이다.
따라서 상기한 과정에 의해 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 표면 레이저 가공하는 방법은 상기한 NC(Numerical control) 데이터를 기반으로 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치의 포스트프로세서를 결정된다.
상기한 포스트프로세서는 Mach 3 제어 프로그램에 반영되어 제어되는데, Mach 3 제어 프로그램은 일반적인 NC 기계와 마찬가지로 G-code를 입력하여 각 테이블의 좌표를 기반으로 제어를 한다.
3차원 형상의 레이저 가공을 위하여 X, Y, Z 및 틸팅과 로테이팅 각도를 도출하여 좌표를 입력하기 위하여 가공물의 이동 경로인 NC 데이터를 G-code로 작성하는 것이 바람직하다.
따라서 가공물의 표면 형상에 정보를 이용하여 G-code 작성을 할 수 있도록, MATLAB R2019b 프로그램(The MathWorks Inc., USA)으로 G코드 생성 프로그램을 작성하였다.
앞서 계산한 5축 레이저 가공 시스템에 적용할 수 있는 포스트프로세서를 Matlab 코드에 작성하여 가공 경로를 추출할 수 있다.
더불어 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 레이저 가공 파라미터를 이용하여 레이저공구의 레이저 빔의 스폿의 크기와 깊이를 결정하는 단계는 다음과 같이 실시된다.
금형 표면의 균일한 레이저 가공을 위해서는 레이저의 가공 파라미터(parameter) 변화에 따른 금속 표면 분석이 필수적으로 수행되어야 한다.
레이저 가공 시 레이저 빔의 에너지가 재료의 표면에 전달되어 순간적으로 열에 의해 가공이 발생된다. 이처럼 에너지의 크기 외에도 레이저 가공에 큰 영향을 미치는 공정 변수가 있다.
빔의 에너지 외에도 레이저 가공 후 표면에 영향을 주는 공정 변수는 아래의 [표 1]과 같이 분류된다.
레이저 빔의 매개 변수(Parameter of laser beam) 재료의 매개 변수(Parameter of material) 가스 매개 변수(Parameter of gas)
레이저 파장(Laser wavelength) 레이저 반사(Reflection of laser) 가스 유형(Gas type)
레이저 강도(Laser intensity) 열전도성(Thermal conductivity) 가스 압력(Gas pressure)
발산 각도(Divergence angle) 열 확산율(Thermal diffusivity) 가스 유량(Gas flow rate)
펄스 기간(Pulse duration) 밀도(Density)
TEM Mode 열용량(Heat capacity)
렌즈의 초점거리(Focal length of lens) 엔탈피(Enthalpy)
빔사이즈(Beam size) 녹는점(Melting point)
초점 심도(Depth of focus) 비점(Boiling point)
레이저 평균 출력(Laser average power) 표면 거칠기(Surface roughness)
스캐닝 속도(Scanning speed) 산화층(Oxidation layer)
라인 피치(Line pitch)
레이저의 파라미터(parameter)는 에너지 및 빔의 크기가 결정되며, 빔의 집속 장치(렌즈)의 사양 또한 레이저 가공 결과에 영향을 준다.
또한, 레이저 빔을 흡수하는 가공물의 종류와 표면 상태에 따라서도 변화한다. 레이저 빔의 표면 흡수율은 표면 조도, 표면의 온도와 산화 피막의 유무 등에 따라 변화한다.
특히 표면 조도가 레이저 빔의 파장보다 큰 표면의 레이저 가공 시 요철부에서 다중 흡수가 발생하여 평탄한 면에 비해 상대적으로 빔 에너지의 흡수율이 증가한다.
또한, 표면의 산화층은 세라믹의 성질을 가지고 있기 때문에 열전도도가 매우 낮고, 파장이 긴 레이저에 대해 반사율이 적어 흡수율이 매우 크다. 하지만 가공물 표면이 아닌 내부의 미세한 산화물의 경우 용융점이 금속에 비하여 높으므로, 레이저 가공에 의한 금속의 용융 시 불순물로 작용할 수 있다.
레이저 빔의 조건, scanning velocity, 보호 가스 및 가공물의 종류 및 상태에 따라서 가공 결과가 변화하므로 가공재를 선택한 후 가공 방법을 선정하고, 목적에 적합한 공정 조건을 확립하여야 한다.
상기한 변수들 중 레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)을 제외한 나머지 변수는 레이저공구의 스펙에 의해 결정되고, 임의로 가변할 수 있는 레이저 평균 출력과, 펄스 반복률이 스폿의 깊이와 지름에 미치는 영향을 살펴보면 다음과 같다.
레이저 평균 출력과, 펄스 반복률인 두 변수와 스폿의 깊이의 관계에 대한 다중회귀분석(multiple regression) 결과이다.
3차원 그래프의 형상과 마찬가지로 평균 출력이 클수록, 펄스 반복률이 작을수록 펄스 당 에너지가 증가하여 스폿의 깊이가 증가한다.
Sourse DF Adj SS Adj MS F-value P-value
Regression 2 51.52 25.7616 111.86 0.000
Average power 1 40.75 40.7523 176.96 0.000
Pulse repetition 1 24.91 24.9075 108.15 0.000
Error 45 10.36 0.2303 - -
Total 47 61.89 - - -
상기한 [표 2]는 변수에 대한 분석의 타당성을 수치화하여 나타낸 결과로, 각 변수에 대한 F-value와 P-value를 나타내었다. 평균 출력과 펄스 반복률의 F-value는 각각 176.96과 108.15로, 평균 출력이 스폿 형상의 높이에 더 큰 영향을 주는 요인으로 분석되었다.
또한, P-value 값이 0.000으로, F-value가 매우 큰 값을 가지기 때문에 각 요인은 결과 값에 유의하다고 볼 수 있다.
SER R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
0.479893 83.25% 52.51% 80.74%
[표 3]은 두 독립 변수가 스폿의 깊이에 미치는 영향을 회귀 분석을 수행한 결과를 나타낸 것으로, SER(standard error of regression)는 회귀식의 표준오차로, 잔차의 표본표준편차를 나타낸다.
또한, R-sq는 결정계수(coefficient of determination)를 말하며, R-sq(adj)는 조정된 결정계수(adjusted coefficient of determination)를 나타낸다.
그리고 R-sq는 회귀식의 적합도를 나타내며, R-sq(adj)는 변수의 개수도 고려하여 R-sq의 왜곡 정도에 대한 참고 지표를 나타낸다.
Terms Coefficient Standard
error		 T-value P-value VIF
Constant 1.226 0.209 5.88 0.000
Average power 0.12697 0.00954 13.30 0.000 1.09
Pulse repetition -0.01370 0.00132 -10.40 0.000 1.09
즉 [표 4]에서 R-sq가 83.25%의 확률로 회귀직선이 도출하는 추정치와 유사하다는 뜻이다.
Sourse DF Adj SS Adj MS F-value P-value
Regression 2 25,831 12,915.7 161.01 0.000
Average power 1 17,750 17,749.7 221.28 0.000
Pulse repetition 1 15,536 15,536.0 193.68 0.000
Error 45 3,610 80.2 - -
Total 47 29,441 - - -
상기 [표 5]는 회귀분석으로 도출된 각 변수의 회귀계수에 대해 나타낸 표이다. T-value는 독립변수와 종속 변수 간에 관련성이 존재하는 정도를 나타낸 것으로, 표준 편차의 크기를 나타낸다.
즉, [표 2]의 F-value의 제곱근이 T-value라 판단할 수 있다.
또한 VIF(Variance Inflation Factor)는 회귀식의 산포를 나타내며, VIF가 높을수록 산포가 증가하여 회귀모형의 신뢰도가 낮아진다.
이때 VIF의 기준은 10을 일반적으로 지정하는 것이 바람직하고, [표 4]의 분산팽창지수(Variance Inflation Factor; VIF)는 모두 1.09로, 10에 비해 매우 작은 수로 분석되었으며, 이는 다음의 회귀방정식을 매우 높게 만족한다고 판단할 수 있다.
따라서 본 발명에 일 실시 예에 따른 레이저의 가공 파라미터에 의해 변화하는 출력 밀도에 따른 표면의 형상 및 가공 상태를 분석하고, 레이저 가공 파라미터에 따른 스폿(spot)의 형상 변화를 분석하기 위하여 각 조건의 스폿(spot)의 깊이 및 지름을 프로파일을 이용하여 측정 및 데이터를 추출한다.
레이저 평균 출력과 펄스 반복률이 스폿의 깊이에 미치는 영향을 분석하기 위해 두 변수와 스폿의 깊이의 관계에 대한 다중회귀분석(multiple regression)을 수행하여 아래와 같은 회귀방정식인 [수학식 16]을 구해 낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00083
상기한 [수학식 16]을 통해 평균 출력이 클수록, 펄스 반복률이 작을수록 펄스 당 에너지가 증가하여 스폿의 지름이 증가하는 것을 알 수 있다.
[표 5]는 분석의 타당성을 수치화한 것이고, 각 변수에 대한 F-value와 P-value를 나타낸 것으로, 평균 출력과 펄스 반복률의 F-value는 각각 221.38과 193.68로, 평균 출력이 스폿의 지름에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
또한 F-value가 매우 큰값을 가지기 때문에 P-value 값이 0.000으로 나타나며, 각 요인은 결과 값에 유의하다고 볼 수 있다.
아래의 [표 6]은 두 독립 변수가 스폿의 지름에 대한 영향을 회귀 분석을 수행한 결과이다. R-sq가 87.74%의 확률로 회귀직선이 도출하는 추정치와 유사하다는 뜻이다.
SER R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
8.95626 87.74% 87.19% 85.80%
Terms Coefficient Standard
error		 T-value P-value VIF
Constant 49.46 3.89 12.70 0.000
Average power 2.650 0.178 14.88 0.000 1.09
Pulse repetition -0.3422 0.0246 -13.92 0.000 1.09
상기한 [표 7]은 회귀분석으로 도출된 각 변수의 회귀계수에 대해 나타낸 표이다. 분산팽창지수(Variance Inflation Factor; VIF)는 모두 1.09로, 10에 비해 매우 작은 수로 분석되었으며, 이는 다음의 회귀방정식을 매우 높게 만족한다고 판단할 수 있다.
레이저 평균 출력과 펄스 반복률이 스폿의 지름에 미치는 영향을 분석하기 위해 두 변수와 스폿의 지름의 관계에 대한 다중회귀분석(multiple regression)을 수행하여 아래와 같은 회귀방정식인 [수학식 17]을 구해 낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00084
그러므로 레이저 평균 출력과, 펄스 반복률 두 변수를 이용하여 스폿의 깊이 및 지름에 대한 레이저 파라미터의 값을 지정해 줄 수 있다.
그러므로 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 표면 레이저 가공하는 방법은 a)테이블에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 법선벡터 방향으로 레이저공구의 X축, Y축, Z축 이송 위치 및 테이블의 X축, Z축을 축으로 한 회전각도에 따른 포스트 프로세서를 결정하고, b)레이저공구의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복률(Pulse repetition)를 이용하여, 가공 스폿의 크기와 깊이를 결정하여, 통상의 레이저 가공 방법으로 가공물을 가공하게 된다.
상기한 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 표면 레이저 가공하는 방법에 의해 가공된 가공물의 초소수성 및 내식성을 검증해 보았다. 이때 레이저 빔의 종횡비를 증가시켜, 종횡비에 따른 가공물의 초소수성 및 내식성을 검증해 보았다.
초발수 표면은 산업계에 자가세정, 난류유동 억제, 부식 억제 등 여러가지 쓰임으로 쓰이고 있어서 중요하다. 이러한 초발수 표면 제작에는 화학적인 방법 또는 MEMS 기반의 방법 등이 사용되지만 표면의 내구도, 대량 생산 등의 문제가 있다.
이를 해결하기 위해 금속 표면에 레이저 텍스쳐링을 하여 초발수 표면을 만들고 이를 금형으로 사용해 폴리머에 초발수 형상을 전사하는 방법이 연구되고 있다.
폴리머의 사출성형 공정에서 몰드로 사용되는 금형에 대한 레이저 가공 시 종횡비(aspect ratio)를 증가시키는 방법과, 증가된 종횡비(aspect ratio)가 초소수성 및 내식성에 미치는 관계에 대해 살펴보았다.
종횡비(aspect ratio)를 증가시키기 위해 두가지 방법이 사용되는데, 첫째는 소재 및 레이저 파라미터에 최적화된 패턴 간격을 찾는 것, 둘째는 동일한 패턴에 레이저를 반복 조사하는 것이다.
종횡비는 골과 언덕의 최대 높이를 패턴의 간격으로 나누어 계산하는데, 도 3을 참조하면, 40um의 경우 제일 큰 종횡비를 가지며, 패턴 간격이 증가할수록 종횡비가 감소하고 감소량이 점점 줄어드는 것을 확인하였다.
이를 two-parameter exponential function으로 curve fitting한 결과로, 아래의 [수학식 18]과 같은 관계식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112021072322632-pat00085
도 5 및 도 6을 참조하여 일정한 간격을 가지는 패턴 형상을 금형 표면에 1 ~5회 반복 조사한 뒤 각 조건에 대한 패턴을 비접촉 3차원 표면 형상 측정기와 공구현미경을 사용하여 측정하였고, 레이저 조사 횟수에 따라 데이터의 변화를 linear fitting으로 분석한 결과로, 아래의 [수학식 19]와 같은 관계식이 도출되었다
Figure 112021072322632-pat00086
일반적으로 초소수성 특성을 가지는 표면을 정량적으로 분석하는 방법으로 접촉각(contact angle)과 미끄러짐각(sliding angle)의 측정이 있는데, 접촉각은 액체와 고체 및 기체 간의 상호작용으로 인해 열적 평형 상태에서 액체와 고체 표면 간의 각도를 말한다.
미끄러짐각은 액체가 고체 표면에서 미끄러질 때의 각도를 뜻하며, 초소수성이 클수록 미끄러짐각이 작아진다. 접촉각과 미끄러짐각을 측정하기 위하여 고속카메라를 이용하여 측정 시스템을 구축하였다.
마이크로 용량의 물방울을 마이크로 패턴을 가진 표면에 위치시키기 위하여 마이크로 피펫를 설치하였으며, 측정물의 수평을 조절하기 위하여 2축 goniometer를 설치하였다.
또한, 고속카메라 하부에 틸팅 스테이지(tilting stage)를 설치하여 카메라의 수평을 조절하였다.
접촉각 측정 시 마이크로 피펫을 이용하여 30㎕의 DI(Deionized) 웨이퍼(water)를 패턴 위에 토출하여 시편 당 6번을 측정하여 평균과 표준편차를 분석하였다. 그 결과 아래의 [수학식 20]와 같은 식이 도출되었다.
Figure 112021072322632-pat00087
증가된 종횡비(aspect ratio)가 초소수성 및 내식성에 미치는 영향을 확인하기 위해 Tafel외삽법을 이용한 내부식성 테스트를 수행하였는데, 도 7은 부식테스트를 위해 사용한 삼전극 시스템으로, Potentiostat/galvanostat(PAR 273A, EG&G 社, USA)을 사용하였다.
상대전극(counter electrode)과 기준전극(reference electrode)으로 각각 백금(Pt)과 Ag/AgCl을 선정하였다.
작업전극은 KP4 시편이며, 패턴 면적은 5mm × 5mm이고, 또한 금속의 부식 진행을 위해 1% NaCl 용액으로 전해질을 사용하였으며, 상온의 온도에서 실험을 진행하였다.
표면 상태의 안정을 위하여 10분 동안 시험 용액에 침지 후 측정을 진행하였고, 동전위 분극 곡선은 1mV/s의 주사 속도로 -400mV에서 400mV까지 주사하여 linear sweep voltammetry(LSV) method를 사용하여 전압과 전류의 관계를 분석하였다.
마이크로 패턴의 종횡비를 변화하기 위하여 앞선 실험과 같이 레이저 조사 횟수를 1, 3, 5번으로 선정하였다.
도 8은 분극곡선을 나타낸 그래프이고, 아래의 [표 8]은 Tafel 외삽법을 통해 산출한 부식전위와 부식전류밀도이다.
Number of irradiation
Figure 112021072322632-pat00088
Figure 112021072322632-pat00089
 Corrosion rate(mm/y) Inhibition efficiency(%)
0(Bare) -437.96 1.813 1.684 -
1 -389.34 1.415 1.314 21.95
3 -378.54 1.376 1.278 24.10
5 -375.21 1.278 1.187 29.51
레이저 조사의 횟수가 증가할수록 부식전위와 부식전류밀도가 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 횟수가 증가할수록 내식성이 향상되는 것을 뜻한다.
즉 마이크로 패턴의 종횡비가 증가하면서 소수성이 향상됨에 따라 시험 용액에 의한 내식성이 증가한다고 볼 수 있고, 종횡비가 증가할수록 소재의 부식전류밀도와 부식전위가 감소하는 것을 확인하였으며 이를 통해 금형의 내구성 향상을 기대할 수 있을 것이다.
이를 통해 금형에 대한 레이저 패터닝을 통해 초소수 표면의 대량생산 가능성을 확인하였다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 레이저공구
11: 이송축
20: 테이블
21: 회전축
30: 제어부

Claims (8)

  1. 이송축에 의해 선택적으로 X축, Y축, Z축으로 직선 이동하면서, 레이저 빔을 조사하는 레이저공구(10); 상면에 가공물을 안치하고, 회전축에 의해 선택적으로 가공물을 X축 또는 z축을 축으로 회전시키는 테이블(20); 및 상기 레이저공구(10)의 이송축(11) 및 상기 테이블(20)의 회전축과 전기적으로 연결되고, 가공 파라미터를 기반으로 상기 레이저공구(10)의 변위 및 상기 테이블(20)의 회전 각도를 제어하는 제어부(30)를 포함하는 금형의 표면 가공을 위한 레이저 가공장치를 이용하여 금형 표면 레이저 가공하는 방법에 있어서,
    a) 상기 테이블(20)에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 상기 레이저공구(10)의 이송 위치 및 상기 테이블(20)의 회전각도에 따른 NC 데이터를 기반으로 포스트프로세서를 결정하는 단계; 및
    b)레이저의 평균 출력(Average power) 및 펄스 반복율(Pulse repetition)에 따른 레이저 가공 파라미터를 이용하여 상기 레이저공구(10)의 레이저 빔의 스폿의 크기와 깊이를 결정하는 단계;를 포함하고,
    상기 a)단계인 상기 테이블(20)에 안치된 가공물의 가공 표면을 기준으로 상기 레이저공구(10)의 이송 위치 및 상기 테이블(20)의 회전각도에 따른 포스트 프로세서를 결정하는 단계는,
    a-1)X축, Y축, Z축으로 한 상기 레이저공구(10)의 이동과, X축과, Z축을 기준으로 상기 테이블(20)의 회전에 따른 이동 변환행렬식과, 회전 변환행렬식을 도출하는 단계와;
    a-2)도출된 상기 이동 변환행렬식과, 회전 변환행렬식을 이용하여 정기구학 방정식을 도출하는 단계와;
    a-3)상기 a-2)단계에서 도출된 상기 정기구학 방정식에 a-1)단계에서 도출된 이동 변환행렬식과, 회전 변환행렬식을 각각 대입한 행렬식을 도출하고, 상기 대입한 행렬식을 간단히 정리하는 단계와;
    a-4)상기 a-1)단계 내지 a-3)단계에서 도출된 행렬식을 토대로, 레이저공구의 X축, Y축, Z축 이송 위치 및 테이블의 X축, Z축을 축으로 한 회전각도에 따른 포스트프로세스를 도출하는 단계;를 포함하는 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 변환행렬식 및 회전 변환행렬식은
    아래의 [수학식 1], [수학식 2], [수학식 3]인 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112022116281861-pat00090

    [수학식 2]
    Figure 112022116281861-pat00091

    [수학식 3]
    Figure 112022116281861-pat00092

    (여기서,
    Figure 112022116281861-pat00093
    은 법선벡터
    Figure 112022116281861-pat00094
    ,
    Figure 112022116281861-pat00095
    ,
    Figure 112022116281861-pat00096
    에 의해 이동한 것이고,
    Figure 112022116281861-pat00097
    는 X축을 기준으로 회전한 것이며,
    Figure 112022116281861-pat00098
    는 Z축을 기준으로 회전한 것이다.)
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 정기구학 분석식은
    아래의 [수학식 4] 및 [수학식 5]인 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
    [수학식 4]
    Figure 112021072322632-pat00099

    [수학식 5]
    Figure 112021072322632-pat00100

    (여기서, P[x, y, z]는 중심점의 3차원 좌표이고, N[i, j, k]는 노멀벡터이며,
    Figure 112021072322632-pat00101
    는 각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이다.)
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 정기구학 분석식에 상기 이동 변환행렬식 및 회전 변환행렬식을 대입한 행렬식은
    아래의 [수학식 6] 및 [수학식 7]인 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
    [수학식 6]
    Figure 112021072322632-pat00102

    [수학식 7]
    Figure 112021072322632-pat00103

    (여기서, x, y, z는 중심점의 3차원 좌표이고, i, j, k는 노멀벡터이며,
    Figure 112021072322632-pat00104
    ,
    Figure 112021072322632-pat00105
    ,
    Figure 112021072322632-pat00106
    는 각각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이고,
    Figure 112021072322632-pat00107
    는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
    Figure 112021072322632-pat00108
    는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이다. )
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 정기구학 방정식은
    아래의 [수학식 8], [수학식 9], [수학식 10]인 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
    [수학식 8]
    Figure 112022116281861-pat00109

    [수학식 9]
    Figure 112022116281861-pat00110

    [수학식 10]
    Figure 112022116281861-pat00111

    (여기서, x, y, z는 중심점의 3차원 좌표이고, i, j, k는 노멀벡터이며,
    Figure 112022116281861-pat00112
    ,
    Figure 112022116281861-pat00113
    ,
    Figure 112022116281861-pat00114
    는 각각 X축, Y축, Z축에 대한 상대이동거리이고,
    Figure 112022116281861-pat00115
    는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
    Figure 112022116281861-pat00116
    는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이다. )
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 NC 데이터는
    아래의 [수학식 11], [수학식 12], [수학식 13], [수학식 14], [수학식 15]인 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
    [수학식 11]
    Figure 112021072322632-pat00117

    [수학식 12]
    Figure 112021072322632-pat00118

    [수학식 13]
    Figure 112021072322632-pat00119

    [수학식 14]
    Figure 112021072322632-pat00120

    [수학식 15]
    Figure 112021072322632-pat00121

    (여기서,
    Figure 112021072322632-pat00122
    는 X축을 축으로 하는 틸팅 회전각도,
    Figure 112021072322632-pat00123
    는 Z축을 축으로 하는 로테이팅 회전각도이고, arctan2(i,j)는 i, j의 값에 대한 식이며, X는 레이저 공구의 X축 상대이송거리, Y는 레이저 공구의 Y축 상대이송거리, Z는 레이저 공구의 Z축 상대이송거리이다.)
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가공 스폿의 깊이(Height) 및 지름(Diameter)에 따른 가공장치의 파라미터는
    레이저 평균 출력(Average power), 펄스 반복률(Pulse repetition)을 기반으로 도출하는 금형 표면 레이저 가공하는 방법.
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