레이저 기술은 재료 가공 도구로서 산업 분야에서 높은 인기를 누리고 있으며, 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 2020년 기준 국내 레이저 제품 시장 규모는 이미 약 1,000억 위안에 달하며, 세계 시장의 3분의 1 이상을 차지하고 있습니다.
가죽, 플라스틱 병, 단추의 레이저 마킹부터 레이저 금속 절단 및 용접에 이르기까지, 레이저 기술은 금속 가공, 전자 제품 제조, 가전제품, 자동차, 배터리, 항공우주, 조선, 플라스틱 가공, 예술 공예 등 일상생활과 관련된 다양한 산업에서 활용되어 왔습니다. 그럼에도 불구하고, 레이저 제조는 금속 가공, 전자 제품 제조, 배터리, 제품 포장, 광고 등 특정 분야에만 국한되어 병목 현상에 직면해 왔습니다. 현재 레이저 산업은 더 많은 분야를 개척하고 대규모 적용을 실현하는 방안을 모색해야 합니다.
2014년 이후, 파이버 레이저 절단 기술이 대규모로 적용되어 전통적인 금속 절단 및 일부 CNC 절단을 점차 대체하고 있습니다. 파이버 레이저 마킹 및 용접 기술 또한 빠르게 성장하고 있습니다. 현재 파이버 레이저 가공은 산업용 레이저 응용 분야의 60% 이상을 차지하고 있습니다. 이러한 추세는 파이버 레이저, 냉각 장치, 가공 헤드, 광학 및 기타 핵심 부품의 수요를 촉진합니다. 일반적으로 레이저 제조는 레이저 매크로 가공과 레이저 마이크로 가공으로 구분할 수 있습니다. 레이저 매크로 가공은 고출력 레이저 응용 분야를 의미하며, 일반 금속 가공, 항공우주 부품 제조, 차체 가공, 광고 간판 제작 등을 포함한 거친 가공에 속합니다. 이러한 종류의 응용 분야는 높은 정밀도를 요구하지 않습니다. 반면, 레이저 마이크로 가공은 고정밀 가공을 요구하며 실리콘 웨이퍼, 유리, 세라믹, PCB, 박막 등의 레이저 드릴링/마이크로 용접에 자주 사용됩니다.
레이저 소스와 부품의 높은 비용으로 인해 레이저 미세 가공 시장은 아직 완전히 발전하지 못했습니다. 2016년부터 국내 초고속 레이저 가공은 스마트폰과 같은 제품에 대량 적용되기 시작했으며, 레이저는 지문 모듈, 카메라 슬라이드, OLED 유리, 내장 안테나 가공에 사용됩니다. 국내 초고속 레이저 산업은 빠르게 발전하고 있습니다. 2019년까지 피코초 레이저와 펨토초 레이저를 개발 및 생산하는 기업이 20개 이상이었습니다. 고급 초고속 레이저는 여전히 유럽 국가들이 주도하고 있지만, 국내 초고속 레이저는 이미 상당히 안정되었습니다. 앞으로 몇 년 안에 레이저 미세 가공이 가장 잠재력 있는 분야가 될 것이며, 고정밀 가공은 일부 산업의 표준이 될 것입니다. 즉, PCB 가공, 태양광 전지 PERC 그루빙, 스크린 절단 등에서 초고속 레이저의 수요가 증가할 것입니다.
국내 피코초 레이저와 펨토초 레이저는 고출력화 추세로 발전하고 있습니다. 과거 국내 초고속 레이저와 해외 레이저의 주요 차이점은 안정성과 신뢰성이었습니다. 따라서 초고속 레이저의 안정성을 위해서는 정밀 냉각 장치가 매우 중요합니다. 국내 레이저 냉각 기술은 초기 ±1°C에서 ±0.5°C, 그리고 이후 ±0.2°C로 빠르게 발전하여 안정성이 점점 더 높아지고 있으며 대부분의 레이저 제조 요구를 충족하고 있습니다. 그러나 레이저 출력이 높아짐에 따라 온도 안정성을 유지하기가 어려워지고 있습니다. 따라서 초고정밀 레이저 냉각 시스템 개발은 레이저 산업의 과제가 되었습니다.
다행히도 이러한 획기적인 기술을 보유한 국내 기업이 하나 있습니다. 2020년, Teyu는 피코초 레이저, 펨토초 레이저, 나노초 레이저와 같은 초고속 레이저 냉각을 위해 특별히 설계된 CWUP-20 레이저 냉각 장치를 출시했습니다. 이 폐쇄 루프 레이저 냉각기는 ±0.1℃의 온도 안정성과 콤팩트한 디자인을 자랑하며 다양한 분야에 적용 가능합니다.
초고속 레이저는 고정밀 가공에 널리 사용되므로 냉각 시스템 측면에서 안정성이 높을수록 좋습니다. 실제로 ±0.1℃의 안정성을 갖춘 레이저 냉각 기술은 국내에서는 매우 드물며, 한때 일본, 유럽, 미국 등이 독점하고 있었습니다. 그러나 이제 CWUP-20의 성공적인 개발로 이러한 독점적 지위를 깨고 국내 초고속 레이저 시장에 더 나은 서비스를 제공할 수 있게 되었습니다. 이 초고속 레이저 냉각기에 대한 자세한 내용은 https://www.chillermanual.net/ultra-precise-small-water-chiller-cwup-20-for-20w-solid-state-ultrafast-laser_p242.html 에서 확인하세요.
