KR20160002566A - Ｃｆｒｐ 레이저 가공기의 시료고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서, 상기 진공척의 측면에 형성되어 외부 가스채널을 통해 가스공급부와 연결되는 가스 공급면과, 상기 가스공급면에 형성되어 상기 레이저 가공 방향으로 보조가스를 조절하는 제1분사노즐과, 상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프를 포함하는 시료 고정 장치를 제공한다.

Description

ＣＦＲＰ 레이저 가공기의 시료고정장치{CFRP supporting apparatus for laser system}

본 발명은 레이저 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화복합소재의 레이저 가공시의 시료 고정장치에 관한 것이다.

신소재섬유로 대표적인 것이 탄소섬유와 합성수지를 결합한 탄소섬유강화플라스틱(이하, CFRP[Carbon Fiber Reinforced Plastic]이라 한다)으로 철에 비해 25%의 무게지만 강도는 열 배가 넘으므로, 비행기와 자동차에 적용되어 경량에 따른 연비 개선에 크게 기여하고 있다.

게다가, 경도와 항장력 강화, 경량화, 내화학성 및 온도저항성 향상, 열팽창률 저하 등의 우수한 특징 때문에 풍력 에너지, 항공우주 및 방위 업계, 해저 유전 및 가스전과 복합재 압력용기에 대한 적용에 있어 그 활용이 증대될 것으로 예상된다.

특히, 자동차 산업의 최근 경향은 경량에 따른 연비의 향상도모가 최대의 화두이므로, 이를 위해 자동차 산업에 CFRP를 활용하고자 하는 시도가 가장 활발하게 대두되고 있는데, 최근에 발표한 모기업의 콘셉트카의 경우는 무게가 800kg 정도이며, 연비는 111.1km/ℓ이다. 현재 CFRP가 자동차에 적용되는 가장 큰 예로서는 자동차 변속기 톱니바퀴와, 자동차 헤드 가스켓을 예로 들 수 있다.

먼저, 자동차 변속기에는 많은 톱니바퀴가 연결되어 있는데, 수천 RPM 회전하는 톱니바퀴의 경우 많은 열이 발생하게 되고 마모를 방지하기 위해서 오일을 넣게 되지만, 그럼에도 불구하고 톱니바퀴의 마모가 발생하게 되고 수명을 단축시킨다. 이럴 경우 톱니바퀴와 톱니바퀴 사이에 오일 대신 CFRP를 적용하면 마모를 줄이고 수명을 연장할 수 있다.

또한, 자동차 엔진 헤드와 피스톤 블록 사이에 틈을 밀봉하는 역할을 하는 가스켓이라는 부품이 있는데, 기존에는 가스켓의 재질로 금속을 사용하였으나, 최근에는 경도, 경량, 온도저항성이 우수한 CFRP를 적용하여 엔진 출력저하의 원인을 줄이고 내구성을 확보하려는 노력을 하고 있다.

이러한 CFRP를 자동차 변속기 톱니바퀴나 자동차 헤드 가스켓에 적용하려면 적당한 크기로 커팅(cutting)을 해야 하는데, 기존에는 물과 연마제를 이용하여 커팅하는 워터 제트(Water Jet) 방식이 주로 사용되었다.

하지만, 종래의 워터 제트 방식을 적용할 경우에도 작은 반경을 갖는 곡선 절단이나 코너 가공 등은 매우 곤란한 문제점이 있다. 가령, 도 1a 및 도 1b와 같이, CFRP의 가공 절단면의 최소 크기가 0.8mm 이하라면, 도 1c와 같이, 원하는 형상을 얻기가 어렵거나 소재 손실이 발생할 수 있다. 반면에, 한국공개특허 10-2012-0006021호와 같이 레이저를 이용할 경우에는 이러한 문제를 해결할 수 있으며, 도 1d와 같이, 종래의 워터 제트 커팅(도 1c 참조)에 비해 훨씬 우수한 형상을 획득할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 레이저 가공을 살펴 보면, 일반적인 레이저 가공기는, 크게, 가공대상인 CFRP 시료(40)가 적재되는 처리대(20)와, 상기 처리대(20) 상의 CFRP 시료(40)에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부(10)를 구비한다.

여기서, 상기 레이저 가공부(10)에서 레이저 광(11)은 별도의 다관절 로봇의 선단부에 부착된 레이저 헤드(15)로부터 조사되고, 레이저 헤드(15)는 광 파이버(16)로부터 레이저광(11)이 도광된다. 또한, 레이저광(11)을 조사하는 레이저 헤드(15) 내에, 광 파이버(16)를 통해 레이저광(11)을 도광함과 동시에, 보조 가스 공급라인(17)을 통해서 질소 가스 등의 불활성 가스(13)를 레이저 헤드(15) 내에 유도하여, 레이저광(11)을 처리대(20) 상의 CFRP 시료(40)을 향하여 조사할 때에, 불활성 가스(13)도 동시에 시료(40)의 절단 위치로 향하여 분사하여 헤드(15) 내의 막힘을 방지한다.

이때, 가공 대상인 CFRP 시료의 두께가 매우 작거나 크기가 매우 작은 형상인 경우에는, 레이저 가공에 의하더라도 상기 보조가스나 에어(air)로 인해 떨림이 발생할 수 있어, 원하는 형상을 얻는 데 제약이 따를 뿐만 아니라 CFRP 표면의 단차가 발생하여 가공이 어려운 문제점이 있다.

한국공개특허번호 10-2012-0006021호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 진공척의 미세 흡착공을 통하거나 일측면에서의 보조가스 분사를 통해 열영향부를 제거하여 가공품질을 향상시킬 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 위한 시료 고정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 진공척이 핫 플레이트와 같이 온도를 올릴 수 있어 가공품질을 향상시킬 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 위한 시료 고정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는, 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서, 상기 진공척의 측면에 형성되어 외부 가스채널을 통해 가스공급부와 연결되는 가스 공급면과, 상기 가스공급면에 형성되어 상기 레이저 가공 방향으로 보조가스를 조절하는 제1분사노즐과, 상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프를 포함하는 시료 고정 장치를 제공한다.

다른 실시예는, 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서, 상기 진공척의 일측면에는 가스공급부 및 다수의 흡착공과 연결되는 가스 공급면을 형성하고, 타측에는 진공펌프 및 다수의 가스분사공와 연결되는 진공흡착면을 형성하며, 상기 진공흡착면은 외부흡착채널을 통해 상기 진공펌프와 연결되고, 상기 가스 공급면은 외부 가스채널을 통해 상기 가스공급부와 연결되며, 상기 진공척상의 표면에는 교차적으로 상기 다수의 흡착공 및 가스 분사공이 대응되게 형성되어, 진공흡착 및 보조 가스 분사가 수행되는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치를 제공한다.

또 다른 실시예는, 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서, 상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프와, 상기 진공척의 표면 또는 내부에 형성된 열선과, 상기 진공척의 하부에 형성되어 상기 열선의 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함하는 시료 고정 장치를 제공한다.

또 다른 실시예는, 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서, 상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프와, 상기 진공척의 표면에 형성되는 열전도부와, 상기 진공척의 하부에 형성되어 상기 열전도부의 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함하는 시료 고정 장치를 제공한다.

또한, 상기 레이저 가공부 내에 제2 가스분사공 또는 제2 가스분사 노즐을 형성하고, 상기 제2 가스분사공 또는 제2 가스분사 노즐을 통해 상기 시료의 상부면에 보조가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료는 CFRP 소재인 것이 바람직하며, 상기 레이저 가공부는 펨토초 레이저를 이용하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진공척의 미세 흡착공을 통해 레이저 가공 대상인 시료가 직접 부착되거나 적재되지 않도록 하여 시료의 하부에 열영향을 제공하는 문제점을 개선하거나, 진공척의 일측면에서의 보조가스 분사를 통해 냉각시켜 열영향부를 제거하여 가공품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 레이저 가공 대상인 물체에 온도를 올려주면 결합력을 낮출 수 있고 이에 따라 가공 시료에 따라 열을 가해 줘야할 경우 진공척이 핫 플레이트와 같이 온도를 올릴 수 있어 보다 용이하게 레이저 가공이 이루어질 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 CFRP 가공면을 나타낸 광학 현미경 사진이며, 각각 도 1a는 CFRP 가공면을 나타낸 사진, 도 1b는 도 1a의 외주 패턴에서 원 표시부분의 확대 사진으로 0.8mm 이하 패턴을 나타낸 사진, 도 1c는 도 1b의 CFRP에 대한 워터 제트 가공을 나타낸 사진, 도 1d는 도 1b의 CFRP에 대한 레이저 가공을 나타낸 사진,
도 2는 일반적인 레이저 가공기를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 레이저 가공기를 이용한 레이저 공정을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치를 나타낸 도면,
도 7은 열영향부 효과를 나타낸 도면,
도 8a 및 도 8b는 보조 가스의 유무에 따른 어블레이션을 예시한 광학 현미경 사진으로, 각각 도 8a는 보조 가스가 없는 경우, 도 8b는 보조 가스를 제공한 경우를 나타낸 광학 현미경 사진,
도 9a 및 도 9b는 각각, 1T 두께의 동일한 CFRP 시편에 대해 피코초레이저를 이용한 실험 및 펨토초레이저를 이용한 실험을 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

일반적으로 레이저 가공기는, 크게, 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같이, 가공대상인 CFRP 시료(40)가 적재되는 처리대(20)와, 상기 처리대(20) 상의 CFRP 시료(40)에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부(10)를 구비하는데, 본 발명은 상기 CFRP 시료(40)가 적재되는 처리대(20)와 관련된 시료 고정 장치에 관한 것이며, 차이점 위주로 설명한다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 가공기에서의 시료 고정 장치(100)를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치(100)는, 레이저 가공부(미도시)와, 가공 대상 CFRP 시료(40)가 적재되는 진공척(110)과, 상기 CRFP 시료(40)를 진공척(110) 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프(130)로 구성될 수 있다. 이때, 기존 진공척(20)의 경우에는 흡착공(21)의 직경 크기는 4.5mm 정도가 CFRP 시료(40)의 패턴보다 커서 작은 형상의 모양으로 가공할 경우에는 시료 물질을 고정하지 못하는 경우가 있었는데, 본 발명에서는 바늘 사이즈와 같이 흡착공(21)의 직경 크기를 60㎛ 이하로 진공척(110)의 상부에 다수개의 흡착공(111)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 흡착공(111)을 통해 진공펌프(130)의 석션(suction) 동작시에 CFRP 시료(40)가 진공척 상에 고정된다. 이때, CFRP 시료(40)는 진공펌프(130)의 석션에 따라 CFRP 시료(40)와 이를 지지하는 진공척(110)는 직접 접촉하지 않고 소정 거리를 유지한 채로 지지할 수 있는데, CFRP 시료(40)와 진공척(110) 간에 유지되는 거리는 진공펌프(130)의 석션의 강도에 따르므로, 상기 진공펌프(130)의 석션 세기를 제어부에 최적화하여 제어할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 진공척(110)은, 측면에 가스공급부(160)와 연결되는 가스 공급면(162)을 형성하고, 상기 가스 공급면은 외부 가스채널(161)을 통해 가스 공급부(160)와 연결된다. 이때, 가스공급면(162)에는 일정한 방향으로 보조가스를 조절하는 별도의 분사노즐(112)이 구비될 수 있다. 즉, 분사노즐(112)을 통해 레이저 가공부위를 향하여 분사되도록 하며, 시료의 형상에 맞게 가스의 종류를 선택하여 투입이 가능하며, 노즐의 방향의 조작이 가능하게 구성할 수 있다. 따라서, 별도의 가스분사노즐(112)을 사용하여, 일정한 방향으로 가스 분사의 조절이 가능하므로, 레이저 가공부위로 보조가스를 손쉽게 분사할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 진공척(210)은 일측면에는 가스공급부(260) 및 다수의 흡착공(211)과 연결되는 가스 공급면(262)을 형성하고, 타측에는 진공펌프(230) 및 다수의 가스분사공(212)와 연결되는 진공흡착면(232)을 형성한다. 또한, 상기 진공흡착면(232)은 외부흡착채널(231)을 통해 진공펌프(230)와 연결되고, 가스 공급면(262)은 외부 가스채널(261)을 통해 가스공급부(260)와 연결된다. 이때, 상기 진공척(210)상의 표면에는 교차적으로 흡착공(211) 및 가스 분사공(212)이 대응되게 형성되므로, 진공흡착 및 보조 가스 분사가 수행될 수 있다.

한편, 진공척(110)(210) 상에 제1 보조가스 공급라인을 설치할 뿐만 아니라 제2 보조가스 공급라인을 레이저 가공부 내에 유도할 수 있는데, 가령, 레이저 헤드 내에 형성할 수 있다. 즉, 레이저광을 CFRP 시료(40)을 향하여 조사할 때에, 보조 가스도 동시에 시료(40)의 절단 위치로 향하여 분사하여 가공시 발생하는 열을 냉각시키거나, 레이저 헤드 내의 막힘을 방지할 수 있다.

이에 따라, 1차적으로 레이저 가공부 내에 형성된 가스분사공 또는 가스분사 노즐을 통해 보조가스를 레이저 가공부위로 분사하여 가공시 발생하는 열을 냉각시키고, 2차적으로 진공척(110)(210) 상의 가스분사공(212) 또는 가스분사 노즐(211)을 통해 가공대상인 CFRP의 하부면을 냉각시켜서, 열영향부 효과를 제거하거나 완화시킬 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치에서 제어부는, 진공펌프(130), 가스공급부(160)를 제어하는데, 각각 진공펌프(130)의 석션의 세기를 제어하여 진공흡착의 정도를 제어하거나 석션의 온/오프를 제어할 수 있으며, 가스공급부(160)(260)를 통한 보조가스의 공급여부 및 노즐의 방향을 조작할 수 있다.

또한, 진공척(110)(210)의 측면 또는 하부에 진공 흡인라인이 연결되어, 레이저 가공시에 발생하는 그을음 또는 시료(40)의 파편 등을 흡인하거나 제거하는 집진 장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이때, 진공 펌프에 의한 흡인 라인이 상기 레이저 가공부로서, 레이저 헤드에 접속되는 형태로 더 구비될 수 있다.

이처럼, 레이저 가공 대상인 시료가 직접 진공척 등의 처리대에 직접 부착되거나 적재되지 않도록 하여 기존 레이저 가공시에 레이저 빔이 시료에 직접 접촉하여 시료의 하부에 열영향을 제공하는 문제점을 개선하거나, 교차적으로 보조가스 분사를 통해 냉각시켜 이러한 열영향부(Heat affected zone)를 제거하여 가공품질을 향상시킬 수 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어 금속이나 CFRP 등을 절단하기 위해 상기 시료에 레이저를 조사할 경우, 시료의 표면에서는 첫 번째로 레이저의 높은 에너지에 의해 용융되며 물질이 기화된다. 이때, 플라즈마가 발생하게 되는데, 이러한 플라즈마의 효율적인 제거 여부가 가공품질을 결정하게 된다. 또한, 순간적으로 매우 높은 열이 발생하게 되며, 이 열로 인하여 주변에 열영향을 받게 되는 데, 이를 열영향부라 하며, 이와 같이 가공되는 면에 원치 않는 열로 인하여 영향을 받으면 물질의 변형이 생기게 되며, 가공의 품질이 매우 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는, 진공척(110)(210) 상에 순차적으로 다수개의 흡착공으로 비접촉을 통한 열영향부 효과를 제거하거나, 다수개의 가스 분사공으로 질소 또는 산소 등의 보조 가스를 분사하여 열영향부 효과를 완화시키거나 제거할 수 있다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 보조 가스의 유무에 따른 어블레이션을 예시한 것으로, 도 8a의 보조 가스가 없는 경우와 비교하여, 도 8b의 보조 가스를 제공한 경우에서 열영향부가 현저히 완화되었음을 확인할 수 있다.

또한, CFRP 제조공정에서는 극초단파 펄스레이저로서 피코초레이저 또는 펨토초레이저가 이용될 수 있는데, 특히, 본 발명에서는 피코초레이저 보다 더 짧은 펄스폭을 갖는 펨토초 레이저가 더 바람직하다.

즉, 본 발명에서 펨토초 레이저는 100fs의 펄스폭을 가지며, 기본적인 파장은 800nm이고, 펄스 반복율(Rep.Rates)은 1kHz이며, 최대 출력은 10W이다.

도 9a 및 도 9b는 각각, 1T 두께의 동일한 CFRP 시편에 대해 피코초레이저를 이용한 실험 및 펨토초레이저를 이용한 실험을 나타낸 도면으로, 피코초 레이저는 355nm, 532nm, 1064nm 파장 선택 가능하며, 펄스 반복율 50kHz ~ 8.2MHz이다.

도 9a를 참조하면, 피코초레이저의 펄스(12ps)로 가공을 할 경우 초단파 펄스의 레이저이기는 하나, 열영향부가 크게 형성되고 절단면 역시 깔끔한 형상을 획득하기 어렵다.

반면에, 도 9b와 같이, 펨토초레이저의 더 짧은 펄스 폭(100fs)으로 가공을 할 경우, 열영향부가 편측 최대 100um이며, 절단면의 좋은 가공면을 얻을 수 있다.

이처럼, 100 피코초에서 50 나노초 범위의 펄스폭을 갖는 초단 펄스 레이저를 이용한 가공 실험에서 커팅은 가능하지만 열영향부가 펨토초레이저를 이용한 가공보다 크게 형성되는 현상을 확인하였으며, 그로 인해 추가적인 후처리가 필요하며, 열영향으로 인해 가공면의 손실이 크게 되는 단점도 있으므로, 피코초 레이저보다 더 짧은 펄스를 갖는 레이저인 펨토초레이저를 이용하는 것이 더 좋은 결과를 가질 수 있다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 가공기의 시료 고정 장치(300)를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 레이저 가공기의 시료 고정 장치(400)를 나타낸 도면으로, 제1 및 제2실시예에 따른 레이저 가공기의 시료 고정 장치(100)(200)와 비교하여, 차이점 위주로 설명한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치(300)에서 진공척(310)의 표면 또는 내부에 바둑판 모양의 열선(311)을 형성하고, 상기 진공척(310)의 하부에는 온도 조절부(350)를 형성한다. 이에 따라, 상기 온도 조절부(350)를 통해 열선의 온도를 조절하고, 이에 따라 상기 열선(311)을 통해 가공하는 시료에 열을 전달할 수 있게 된다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 CFRP 시료 고정 장치(400)에서 시료와 대응되는 진공척(410)의 표면을 열을 잘 전달할 수 있는 물질, 즉 열전도부(411)를 형성하여 진공척(410)의 하부에 열을 전달하여 전체적으로 열이 전달되어서 가공하는 시료에 열을 전달할 수 있다. 또한, 상기 진공척(410)의 하부에는 온도 조절부(450)를 형성한다. 즉, 진공척(410)의 재질을 열전도체로 형성하거나, 진공척(410)의 표면 또는 가공 시료의 대응면에 열전도성이 우수한 재질의 열전도부(411)를 형성한다.

이를 통해, 일반적으로 물질마다 원자나 분자의 결합으로 이루어지는데, 강도나 경도가 좋은 물질의 경우 매우 단단한 결합 에너지로 결합되어 있는데, 레이저 가공 대상인 물체에 온도를 올려주면 결합력을 낮출 수 있고 이에 따라 가공 시료에 따라 열을 가해줘야할 경우 진공척이 핫 플레이트와 같이 온도를 올릴 수 있어 보다 용이하게 레이저 가공이 이루어질 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는, 적어도 탄소 섬유를 포함하는 소재로 CFRP를 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 실질적으로 탄소 섬유를 함유하는 탄소 섬유를 기재를 모두 포함할 수 있으며, 복합소재로서 기능성 강화 섬유소재로 확장될 수 있다.

또한, 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 사상은 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구범위뿐 아니라 특허 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

1. 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서,
   상기 진공척의 측면에 형성되어 외부 가스채널을 통해 가스공급부와 연결되는 가스 공급면과,
   상기 가스공급면에 형성되어 상기 레이저 가공 방향으로 보조가스를 조절하는 제1분사노즐과,
   상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
2. 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서,
   상기 진공척의 일측면에는 가스공급부 및 다수의 흡착공과 연결되는 가스 공급면을 형성하고, 타측에는 진공펌프 및 다수의 가스분사공와 연결되는 진공흡착면을 형성하며,
   상기 진공흡착면은 외부흡착채널을 통해 상기 진공펌프와 연결되고, 상기 가스 공급면은 외부 가스채널을 통해 상기 가스공급부와 연결되며,
   상기 진공척상의 표면에는 교차적으로 상기 다수의 흡착공 및 가스 분사공이 대응되게 형성되어, 진공흡착 및 보조 가스 분사가 수행되는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 레이저 가공부 내에 제2 가스분사공 또는 제2 가스분사 노즐을 형성하고, 상기 제2 가스분사공 또는 제2 가스분사 노즐을 통해 상기 시료의 상부면에 보조가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 시료는 CFRP 소재인 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 레이저 가공부는 펨토초 레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
6. 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서,
   상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프와,
   상기 진공척의 표면 또는 내부에 형성된 열선과,
   상기 진공척의 하부에 형성되어 상기 열선의 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
7. 가공대상인 시료가 적재되는 진공척과, 상기 시료에 레이저 가공을 수행하는 레이저 가공부로 구성되는 레이저 가공기에 있어서,
   상기 시료를 상기 진공척 상부에 소정 거리를 두고 진공 흡착하게 하는 진공펌프와,
   상기 진공척의 표면에 형성되는 열전도부와,
   상기 진공척의 하부에 형성되어 상기 열전도부의 온도를 제어하는 온도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 레이저 가공부 내에 제2 가스분사공 또는 제2 가스분사 노즐을 형성하고, 상기 제2 가스분사공 또는 제2 가스분사 노즐을 통해 상기 시료의 상부면에 보조가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 시료는 CFRP 소재인 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.
10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 레이저 가공부는 펨토초 레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 시료 고정 장치.

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