컬러 각인 기술은 특정 재료 위에서 다채로운 효과를 구현할 수 있습니다. 아래 이미지처럼 원하는 효과를 얻기 위해 F2 Ultra를 사용할 수 있으며, 이 장치는 벡터 채움 이미지와 비트맵 객체의 컬러 각인을 지원합니다.
참고: 본 튜토리얼에서 제공되는 가공 파일과 효과 예시는 주로 304 스테인리스강 위에서 MOPA 적외선 레이저 컬러 각인으로 제작되었습니다. 하지만 이 방법을 참조하여 황동, 티타늄 등 다른 금속에서도 컬러 마킹 응용을 시도할 수 있습니다.

컬러 각인 설정의 중요성
스테인리스강의 컬러 형성 메커니즘
- 산화 착색: 레이저 조사로 인해 스테인리스강의 금속 성분이 산화 생성물을 형성하며 색상이 나타납니다.
- 투명 산화막(박막 간섭): 투명한 산화막이 형성되어 빛의 간섭 효과로 색상이 생성됩니다.
핵심 발견 및 권장 사항
- 전원, 초점, 에너지의 미세한 변화만으로도 각인 색상이 크게 달라질 수 있습니다. 따라서 일관된 결과를 얻기 위해서는 장치 성능에 맞춘 개인화된 컬러 각인 설정값을 교정하는 것이 필요합니다. 한 번 설정을 저장해두면 이후의 각인 작업을 간소화하는 데 도움이 됩니다.
컬러 각인 전 주의 사항
- 컬러 각인 결과는 레이저 에너지, 재료 종류, 주변 습도, 온도 변화 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
- 따라서 가공 전에는 먼저 재료에 대해 설정값 배열 테스트(Parameter Array)를 수행하여 원하는 색상을 식별하는 것이 권장됩니다. 이후 해당 설정값을 기록 및 저장하여 일관되고 고품질의 출력을 얻을 수 있습니다.
컬러 각인 테스트 배열
테스트 예시 이미지


테스트 절차
- 테스트 배열 파일을 다운로드하여 XCS에서 엽니다.
- 304 스테인리스강(SUS304)을 사용하고, XCS에서 초점을 맞추고 필요한 기기 설정을 마친 후 가공을 진행합니다.
참고: 최적의 결과를 얻기 위해 각인할 객체는 반드시 베이스플레이트 중심에서 60 x 60 범위 안에 배치해야 합니다.
- 가공 후 결과를 평가하고 다음과 같이 진행합니다:
- 특정 그리드에서 원하는 색상이 구현되었다면, 해당 가공 속도와 전원을 포함한 설정값을 기록해 둡니다.
- 더 나은 색상을 찾고 싶다면, 목표 색상과 해당 속도 및 전원 값을 확인한 뒤, 전원은 0.5% 단위, 속도는 50 mm/s 단위로 증감하여 양방향 그라데이션 테스트 배열을 만들어 진행합니다.
예시: 시안 색상을 최적화하려는 경우(현재 16% 전원, 600 mm/s 속도 설정), 이를 기준으로 테스트 배열을 생성한 뒤, 아래와 같이 체계적으로 값을 조정합니다.
- 전원: ±0.5% 증감 (예: 15.5% 또는 16.5%)
- 속도: ±50 mm/s 증감 (예: 550 mm/s 또는 650 mm/s)


개인화 설정값 세팅
- 이전 단계에서 얻은 결과를 기반으로 테스트 배열을 생성합니다.
참고: 이후 단계를 거쳐 설정값을 저장하여 재사용하려면, 재료 테스트 배열(Material test array)을 사용해 배열을 세팅해야 합니다.
배열 사양:
- 최소 단일 매트릭스 크기: 10 mm × 10 mm
- 권장 최대 행/열 수: 8 이하
- 행/열 간격: 1 mm 이상


- 테스트 배열 그룹 해제하기

- 대상 그리드를 클릭한 후, 해당 설정값을 저장합니다.

참고: 설정값을 저장하면 컬러 각인 설정 과정을 더 빠르게 진행할 수 있습니다. 그러나 고정밀 작업이 필요한 경우 실제 상황에 맞게 설정값을 미세 조정해야 할 수도 있습니다.
XCS에 설정값 추가하기
- 오른쪽 상단에서 알 수 없는 재료를 클릭합니다.

- +추가를 클릭합니다.

- 필수 입력란(재료 이름, 이미지, 설정 파일)을 작성한 뒤 제출을 클릭합니다.
참고: 정보를 자세히 입력할수록 향후 가공 시 설정값을 더 쉽게 활용할 수 있습니다.
업로드하는 재료 이미지에 대하여:
- 업로드하는 XCS 파일과 일치해야 하며, 설정값과 방향까지 동일해야 합니다.


- 이미지는 테스트 배열 전체, 행과 열 이름, 그리고 각 색상 그리드가 모두 선명하게 보이도록 정면에서 촬영해야 합니다.




- 오른쪽 상단의 알 수 없는 재료를 다시 클릭하여 설정값이 올바르게 저장되었는지 확인합니다.

컬러 각인 단계
- 사용자 가이드를 참고하여 기기를 준비한 뒤, 가공할 재료를 기기에 올려놓습니다.
- F2 Ultra를 XCS에 연결합니다.
- 아래 절차에 따라 초점 위치를 설정합니다.
참고: 재료 두께를 수동으로 측정하여 해당 값을 입력란에 직접 입력하는 것이 권장됩니다.

4. 오른쪽 상단의 알 수 없는 재료를 클릭한 후, 대상 설정값을 선택합니다.

- 벡터 채움 이미지나 비트맵 객체를 가져오거나 새로 만듭니다.
- 객체를 클릭합니다. 객체가 이미지일 경우, 상단 바에서 색상 분리를 클릭합니다.



참고:
- 비트맵 이미지를 재료에 각인하려는 경우, 반드시 아래 조건을 충족해야 합니다:
- 단색 블록
- 그라데이션, 색상 전환, 작은 색상 픽셀이 없어야 함
예시 확인:


• 작은 색상 블록(픽셀이 몇 개 없는 경우)은 삭제될 수 있습니다.

- 객체의 일부를 클릭한 후, 오른쪽 패널에서 C-각인을 선택하고 가공 설정값을 세팅합니다.

- 원클릭 설정(One-click set)에서 기준 설정의 가공 결과 미리보기를 클릭합니다.

- 이전 단계를 반복하여 객체의 모든 부분이 올바르게 설정되었는지 확인합니다.
- 재료 가공을 시작합니다.
중요 참고 사항
가공 범위
- 이 튜토리얼은 304 스테인리스강 위에서 MOPA 적외선 레이저를 활용한 컬러 각인을 구체적으로 다룹니다.
- 다만 이 방법론은 황동, 티타늄과 같은 다른 금속에서의 컬러 마킹에도 응용할 수 있습니다.
핵심 가공 요인
재료의 불균일성, 주변 습도, 온도 변화 등으로 인해 동일한 설정값을 사용하더라도 컬러가 일관되지 않을 수 있습니다. 이는 산화막의 구성과 두께 차이를 유발할 수 있기 때문입니다.
더 많은 색상 탐색하기
304 스테인리스강에서의 컬러 각인은 장비 성능의 미세한 편차, 주변 온도, 습도 변화, 재료 표면 상태와 균일성 등 다양한 요소에 민감하게 반응합니다. 원하는 색상이 구현되지 않는 경우, MOPA 레이저 컬러 각인의 기본 규칙을 기반으로 파라미터를 조정하는 것이 도움이 됩니다.
컬러 스펙트럼 규칙
레이저 에너지가 증가함에 따라 색상은 다음과 같이 변화합니다:
연노랑 → 노랑 → 주황 → 분홍 → 보라 → 청보라 → 파랑 → 시안 → 초록 → 갈색 → 검정

파라미터 조정 규칙


전원:
- 0.5% 증가는 한 색조를 변경합니다 (스펙트럼 원칙 준수)
속도:
- 100 mm/s 증가는 한 색조를 변경합니다
주기:
- 500 kHz 이상: 100~200 kHz 증가는 한 색조를 변경합니다
- 500 kHz 미만: 특수한 어두운 색을 생성합니다 (그림자에서는 검정, 빛에서는 색상)
펄스 폭:
- 가시 색상을 위해 20 ns 이상 권장
- 20 ns 미만은 색상 효과가 거의 없음
조정 전략:
- 4개 이상의 색조 차이: 전원/속도 조정
- 4개 미만의 색조 차이: 주파수/펄스 폭 조정
마감상태의 영향
스테인리스강의 표면 마감 상태는 빛의 반사에 영향을 주어 동일한 설정값을 사용하더라도 컬러 각인 결과에 차이를 발생시킵니다.
304 스테인리스강 마감 유형




304 스테인리스강의 다양한 마감에서의 컬러 각인 결과

밀 마감

브러시 마감

브러시 마감

폴리싱 마감

구체적인 규칙은 다음과 같습니다:
밀 & 브러시 마감: 컬러 각인 효과 차이는 거의 없음. 폴리싱 & 미러 마감: 테스트 배열의 왼쪽에서 생성된 색상은 동일한 설정값 하에서 밀 마감에서 생성된 색상과 동일하게 나타남.


에너지 보정 필요:
폴리싱 마감: 밀 마감과 동일한 색상을 얻으려면 전원을 약 1% 증가시키거나 속도를 100 mm/s 감소시킵니다.
미러 마감: 밀 마감과 동일한 색상을 얻으려면 전원을 약 2% 증가시키거나 속도를 200 mm/s 감소시킵니다.
참고:
- 미러 마감은 기계적 또는 화학적 연마로 구현할 수 있습니다. 위에 표시된 미러 마감은 전자의 기술을 사용한 것입니다.
- 스테인리스강이 화학적 방법으로 연마된 경우, 금속 조성이 변할 수 있으며 이는 컬러 각인 결과에 영향을 줄 수 있습니다.
