레이저 세정, 실제로 어디까지 벗겨지나 — 소재별 전후 비교

"우리 것도 됩니까?" 레이저 세정 문의에서 첫 질문은 늘 이겁니다. 장비 설명을 아무리 읽어도 내 소재, 내 오염물이 벗겨지는지는 안 나오기 때문입니다.

그래서 이번 글은 원리 설명을 빼고 전후 사진으로만 갑니다. 어디까지 벗겨지는지, 그리고 어디는 안 되는지를 같이 적었습니다. 레이저 세정의 원리·장비 구성은 레이저 클리닝 총정리에 정리해 뒀습니다.

먼저 결론부터 말씀드리면 이렇습니다.

• 잘 벗겨지는 것 — 금형 카본(고무·수지 잔사), 철부품 녹, 도장·흑화층, 용접 전 산화피막, 기름때
• 조건을 봐야 하는 것 — 두꺼운 분체도장, 다층 도막, 알루미늄 표면 산화
• 레이저가 답이 아닌 것 — 모재까지 갈아내야 하는 작업(그건 연삭입니다), 오염물과 모재의 색·흡수율이 거의 같은 경우

1. 금형 카본 — 형상을 안 건드리고 벗깁니다

타이어 금형처럼 형상 자체가 제품 품질인 금형이 레이저 세정의 대표적인 자리입니다. 트레드 패턴, 사이프(가는 홈), 벤트홀이 조밀하게 들어가 있어서 블라스팅으로 때리면 모서리가 무뎌지고 벤트홀이 막힙니다.

레이저는 연마재를 쓰지 않는 비접촉 방식입니다. 카본층만 흡수시켜 날려보내고 금속 모재는 남깁니다. 아래가 같은 형상의 세정 전후입니다 — 위쪽 갈색이 가황 잔사가 쌓인 상태, 아래쪽이 세정 후입니다. 패턴의 가는 홈과 벤트홀이 그대로 살아 있는 게 핵심입니다.

레이저 세정 전(위)·후(아래) 비교 — 타이어 금형 세그먼트. 트레드 패턴과 벤트홀이 그대로 유지된다.

타이어 금형 쪽은 타이어 금형 레이저 세정에 별도로 더 적었습니다.

2. 철부품 녹 — 경계가 칼같이 남습니다

레이저 세정의 성격을 가장 잘 보여주는 게 부분 세정입니다. 빔이 지나간 자리만 벗겨지고 안 지나간 자리는 그대로 남습니다. 마스킹 없이 원하는 면만 처리할 수 있다는 뜻입니다.

아래는 같은 부품의 절반만 처리한 상태입니다. 좌측이 세정면, 우측이 원래 녹슨 면이고 경계선이 그대로 보입니다.

부분 세정 예 — 좌측은 레이저가 지나간 면, 우측은 미처리 면. 경계에서 처리 범위가 그대로 드러난다.

이 성질 때문에 용접 전처리에 많이 들어갑니다. 용접선 폭만 딱 벗겨내면 산화피막·기름때가 사라져 기공(블로홀)이 줄어듭니다. 핸드헬드 용접기를 쓰신다면 레이저 용접기 총정리와 같이 보시면 됩니다.

3. 도장·흑화층 — 층만 걷어내고 소재를 남깁니다

금속만 되는 게 아닙니다. 목재·석재 표면의 도장층, 그을음, 흑화층도 대상입니다. 아래는 흑화 처리된 목재 표면에서 사각으로 한 구획만 걷어낸 것입니다. 원목 결이 상하지 않고 그대로 드러납니다.

표면층 제거 예 — 흑화 처리된 목재에서 한 구획만 세정. 목재 결이 남는다.

문화재 표면 정리, 화재 그을음 제거가 이 갈래입니다.

어디서 막히나 — 미리 알아두실 것

정직하게 적습니다. 레이저 세정이 안 맞는 경우가 있습니다.

① 오염물과 모재의 흡수율이 비슷하면 선택적으로 벗기기 어렵습니다. 레이저 세정은 "오염물이 레이저를 더 잘 흡수한다"는 차이를 이용하는 방식이라, 그 차이가 없으면 모재까지 건드립니다. 알루미늄 표면 산화가 대표적으로 까다로운 축입니다.

② 도막이 두껍고 여러 층이면 패스 수가 늘어나 시간이 나옵니다. 면적이 크면 총 시간이 블라스팅보다 길어지는 지점이 생깁니다. 면적·두께를 먼저 보셔야 합니다.

③ 치수를 바꿔야 하는 작업은 애초에 세정이 아니라 가공입니다. 레이저 세정은 모재를 남기는 공법이라 여기엔 맞지 않습니다.

④ 분진은 나옵니다. 벗겨낸 물질이 미세입자로 뜹니다. 실내 상시 작업이면 집진 구성을 같이 잡아야 합니다 — 레이저 집진기 참고.

장비는 면적이 정합니다

MC 시리즈는 빔 프로파일을 Top-Hat과 Gaussian 중에 고르고, 청소 모드는 직선·사각·원형 등 5종입니다. 정밀 금형처럼 모재를 보호해야 하는 자리에서는 프로파일 선택이 실제로 결과를 가릅니다.

자주 묻는 질문

Q. 모재가 상하지 않는다는 게 정말인가요? 파라미터가 맞으면 그렇습니다. 다만 "레이저는 무조건 안전하다"는 말은 아닙니다. 출력·펄스·속도가 과하면 모재도 녹습니다. 그래서 소재별로 조건을 먼저 잡습니다.

Q. 얼마나 빠릅니까? 오염물 종류·두께·요구 청정도에 따라 달라져 일률적으로 못 적습니다. 같은 장비로도 얇은 녹과 두꺼운 분체도장은 몇 배 차이가 납니다. 실물 상태를 보고 회신드립니다.

Q. 우리 부품도 되는지 어떻게 확인합니까? 샘플을 보내주시면 적용 가능 여부를 시험해 회신드립니다. 사진만으로는 오염물 두께와 흡수 특성이 안 잡혀서, 실물을 보는 쪽이 정확합니다.

상담

모모아이는 대구 성서공단에서 레이저 세정 장비를 취급합니다. 대상 소재와 오염물 상태를 받아 적용 가능 여부부터 보고, 맞는 구성으로 견적을 회신드립니다.

📞 1544-0898 / 📧 momoilaser@naver.com