D.play의 작업물 & 프로그램 소개

한국도로공사 도로교통연구원한국도로공사 도로교통연구원

레이저 컷팅

레이저 컷팅

레이저 인그레이빙

레이저 인그레이빙 + 써마크 스프레이

3D 프린팅

3D 프린팅

3D 프린팅 + 레이저 컷팅

레이저 컷팅 + 레고

레이저 컷팅 + 레고

D.play’s WORKSHOP

도장 워크샵

도장 워크샵

도장 워크샵

3Doodler 워크샵

3Doodler 워크샵

3Doodler 워크샵

FAB DAY

FAB DAYFAB DAY

FAB DAYFAB DAY

아빠 캠프 - 아빠와 함께하는 창의력 캠프

전자기파 스펙트럼 및 레이저 빛의 영역

10-9(nm)

X선 자외선 적외선 마이크로파 TV라디오

가시광선

10-6(㎛) 10-3(mm) 100(m)

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 -- 1.06 10.06(㎛)

Excimer 레이저

보라 ... 빨강 Nd-YAG레이저

CO2

레이저

레이저 빛의 방출 형태

§펄스(pulse)레이저 : 엑시머, 이산화탄소, 야그

§CW (Continuous Wave) 레이저 : 이산화탄소, 야그, 헬륨네온, 반도체

Focusing

레이저 빔의 집속 (Focusing)

Focusing의 일반적 특성 § 레이저 가공을 위해서는 보통 단일 렌즈 혹은 다중 렌즈를 사용한 포커싱이 필요 § 포커싱을 통해 가공부에서의 레이저 에너지 강도를 크게 증가 시킴

파워 (W)

에너지 강도 (W/cm2) = 촛점 부의 면적(cm2)

§ 포커싱 된 빔의 촛점 크기가 작을수록 정밀한 가공 가능

§ 싱글 모드 빔의 경우 매우 작은 크기 (수-수십 ㎚)로 포커싱 가능 § 정확한 초점 크기는 레이 트레이싱 (Ray tracing)이나 측정을 통해 알 수 있음. 그러나, 정확한 촛점 크기의 측정은 매우 힘듬

싱글 모드 빔의 초점 크기

λ : 레이저 빛의 파장 f : 렌즈의 초점 거리 R : 렌즈에서 빔의 반경 r : 초점에서 빔의 반경

Depth of Focus

촛점 깊이 또는 촛점 심도(Depth of Focus)

§ 렌즈로 집속 된 레이저 빔은 초점 위치에서 가장 작은 직경을 갖고 초점에서 멀어질수록 직경이 증가한다.

§ 초점 깊이는 초점 평면의 앞뒤로 레이저 빔의 직경이 초점 직경에서 크게 벗어나지 않는 영역의 길이

§ 초점 깊이 : (k <1)

§ 초점 깊이가 클수록 균일한 폭으로 가공 가능

§ 초점 깊이가 너무 짧으면 가공 부의 폭이 깊이 방향으로 달라지므로 가공이 곤란

D

f

DOF

Depth of Focus

초점 깊이 또는 초점 심도(Depth of Focus) § 렌즈로 집속 된 레이저 빔은 초점 위치에서 가장 작은 직경을 갖고 초점에서 멀어질수록 직경이 증가한다.

§ 초점 깊이는 초점 평면의 앞뒤로 레이저 빔의 직경이 초점 직경에서 크게 벗어나지 않는 영역의 길이

§ 초점 깊이 : (k <1)

§ 초점 깊이가 클수록 균일한 폭으로 가공 가능

§ 초점 깊이가 너무 짧으면 가공 부의 폭이 깊이 방향으로 달라지므로 가공이 곤란

Numerical Aperture(N.A.) § NA는 렌즈의 집속 특성을 나타내며 다음 식으로 표시된다;

초점 크기와 초점 깊이의 절충 § 초점 크기와 초점 깊이는 NA에 따라 결정됨

§ NA가 크면 초점 크기가 작아져서 정밀 도가 향상되지만 초점 깊이가 작아져서 두께가 큰 재료의 가공 시에는 오히려 전체 정밀 도가 낮아질 수 있음

D

f

레이저 빛의 특성

-단색성 (Monochromacity) : 레이저는 거의 완벽에 가까울 정도로 단일 파장의 빛을 발생함

§ 반사, 굴절, 집속도 등을 포함한 빛의 특성을 예측 가능하게 함

- 직진성 (Directionality) : 빛의 퍼짐 정도 (divergence θ)가 매우 작음 § 에너지 손실 없이 빛을 전달하는데 용이함 § 렌즈를 이용하여 레이저 에너지의 대부분을 집속 가능

- 고휘도 (Brightness) : 밝기가 아주 높은 빛을 발생

§ 높은 에너지를 효과적으로 전달할 수 있게 함 § 소형 헬륨 네온 레이저는 태양광의 10,000배, 루비 레이저의 경우 태양광의 수 십억배 밝은 빛을 발생

- 집속도 (Focusability) : 렌즈를 이용하여 매우 작은 크기로 집속 가능 § 집속을 통해 수 ㎚ 크기의 미세 가공 가능 § 초점 크기를 작게 하여 에너지 강도를 증가 시킴

- 고에너지 강도 (Intensity) : 집속된 빔, 특히 펄스 길이가 짧은 레이저를 통해 매우 높은 에너지 강도를 얻을 수 있음 §거의 대부분의 재료에 대한 절단, 천공, 마킹 등이 가능하게 함

FDM방식 3D프린팅

http://www.youtube.com/watch?v=5Ze1duv8iqE

http://www.youtube.com/watch?v=Jo00FdSt9i4

http://www.youtube.com/watch?v=5pUTKNGpu1s

BURNING MAN

http://www.youtube.com/watch?v=XvuCV73irvs

http://www.youtube.com/watch?v=Vx1IAd0a6Ek&list=PLXMTDXJA89cnd6eyT6KqbmsgHuaBiZkID

BURNING MAN 2013

BURNING MAN 2014

KOREA BURN 2014

감사합니다