미세 구멍 크기에 의한 소재의 액체 표면장력의 효과

Abstract

요 지

산업용 레이저(Laser)는 빛의 파장에 따라 크게 3가지로 구분 하여 사용을 하고 있다. 적외선, 가시광선, 자외선으로 구분 되며, 적외선(Infrared light)은 780nm~10,000nm, 가시광선(Visible light)은 780nm~380nm, 자외선(Ultraviolet light)은 10nm~380nm의 파장으로 구분이 된다. 파장으로 구분을 하는 것은 파장의 길이에 따라 가공 소재에 대한 빛 에너지 흡수율이 달라지기 때문이다. 에너지 흡수율에 따라 소재의 가공 가능 여부가 결정이 되기 때문에 많은 레이저 장비 업체들이 파장에 따른 소재의 반응성에 대하여 다양한 연구 개발을 하고 있다. 레이저 천공(Laser drilling)을 통해 소재에 미세 구멍 만들어 미세 구멍 크기에 따른 생활 방수 가능성을 확인하고자 한다. 휴대폰, 텔레비전, 휴대용 전자기기와 같은 전자 제품에 생활 방수 기능은 소비자에게 선택 요소가 아닌 필수 요소로 자리잡아 가고 있다. 이에 방수 기능을 구현하기 위해 금형 주조(Gravity die casting), 수치제어공작기계(Numerical control machine tool)를 이용 하고 있다. 하지만, 금형 주조는 재료의 점성과 냉각과 응고 과정에서 미세 구멍이 막혀 버리는 변수가 발생하여 적용하지 못한다. 수치제어공작기계는 절삭 공구의 마모성에 따른 미세 구멍 크기 변화와 레이저와 비교하여 상대적으로 오래 걸리는 가공 시간으로 인해 제품의 생산성이 떨어진다. |The industrial laser is classified broadly into three types according to the wavelength of light, which is divided into infrared, visible, and ultraviolet. The infrared is defined at 780nm to 10,000nm, the visible light is defined at 780nm to 380nm, and the ultraviolet is defined at 10nm to 380nm in wavelength. Laser is classified by wavelength because the absorption of light energy for the processed material varies according to the wavelength. Since the energy absorption rate determines whether a material can be processed or not, many laser equipment companies are conducting various R&D projects on the reactivity of the material according to the wavelength. This paper aims to check the possibility of waterproofing according to the size of the micropores by making micro-holes in the material through laser drilling. General-purpose waterproofing in electronic products such as mobile phones, televisions, and portable electronic devices is turning into a necessity rather than an option for consumers. In order to realize waterproofness, mold casting and numerical control machine tool are used. However, the mold casting cannot be applied due to the viscosity of the material and because micropores get clogged during cooling and solidification. The numerical control machine tool registers low productivity due to changes in the size of micro-holes as caused by the abrasiveness of the cutting tool and the long processing time compared to lasers. In this paper, micropores are created in various sizes in polycarbonate and acrylic materials using a CO2 laser with a wavelength of 10,600nm, scanner, and lens. And the size of micropores is measured by dividing the size of the micropores into the front and back sides of the material with an optical microscope. Equal amounts of water are dropped with a pipette onto the front side of laser perforation to test the liquid form and waterproofing on the surface of the material. Then, a cobalt chloride test paper whose color changes to blue when dry or to red when wet is attached to the back side of the perforation, and the color change of the test paper is checked to determine the waterproofing potential.