금속과 수지의 레이저 직접 접합기술

전문가 제언

○ 종래 접합은 접착제나 볼트 체결이 주로 사용되어 왔지만, 제품 경량화나 제조 코스트 저감이 요구되고 있어 금속제 부품과 수지제 부품을 직접 접합하는 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 근래 레이저 조사에 의해서 열적으로 접합하는 레이저 접합의 연구가 주목받고 있다.

 

○ 기고자 등이 제안하고 있는 레이저 접합(laser welding)법의 특징은 금속부재의 접합면에 미세한 요철을 형성케 하는 전 처리를 한다. 이로 인해 레이저 광 흡수율이 증대와 함께 앵커(anchor)효과가 발현하기 때문에 상용성이 없는 이종(dissimilar)재료의 직접 접합을 실현하고 있다. 이 기고에서는 레이저 접합의 원리와 특징의 소개와 함께 모재 파괴가 될 정도로 강고한 접합이 달성되는 요인을 접합면의 미세구조에서 검토한 성과를 소개하였다.

 

○ 접합에 필요한 온도 상승이 비교적 적은 레이저 출력으로 얻어지며, 연화 또는 용융한 수지가 금속 측의 미세 요철에 유입되어 강고한 접합이 달성되고 있다. 또한 직접 접합함으로써 제품의 경량화, 제조공정의 간소화, 재료의 리사이클성 향상 등에 기여할 것으로 기대된다.

 

○ 알루미늄과 아크릴의 접합에 있어서 샌드블라스트 처리 후에 양극산화를 행한 효과를 SEM에 의해 관찰하였다. 샌드블라스트 처리 후에 양극산화를 행한 경우는 알루미늄 측의 미세요철(미세공)에 아크릴수지가 유입한 정도가 양극산화에 따라 젖음성(wettability)이 향상되는데 관계되며, 레이저 광 흡수의 증대와 접착강도가 우수하였다.

 

○ 한국은 자동차, 전기전자 등의 세계시장을 선도하기 위해서는 소재의 경량화나 저 환경부하, 코스트 저감 등을 위한 새로운 이종재료의 복합화 기술에 의한 표면가공 및 접합기술 등의 개발이 중요하다. 또한 가공에 적합한 레이저 선택, 제어기술 등의 연구가 필요하므로 중장기적인 정부 지원책이 필요하다. 국내에서는 대학 등에서 벤치 규모로 연구하고 있으며, 그 중에서 이종폴리머 접합을 위한 레이저 최적제어 기법에 관한 연구를 계명대학교 기계자동차공학과 최해운 교수 연구팀이 J. of welding and joining, 32(2), 2014, pp.189~195에 보고하였다.

저자

Shinya HAYAKAWA

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

50(5)

잡지명

日本接着學會誌

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

170~174

분석자

이*복

분석물

• 금속과 수지의 레이저 직접 접합기술.pdf [321,997 byte]

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