금속 부품 가공 후 레이저 마킹 성공 보장

작성자: Ajay Kumar, Chad Whitehead, Brittany Hooley | 2020년 8월 13일

금속 부품이 포함된 대부분의 의료 기기는 기계 가공, 열처리, 전해 연마 및/또는 비드 블라스팅 과정을 거칩니다. 올바르게 수행되더라도 각 생산 공정에서 표면 침전물이 남을 수 있습니다. 이러한 침전물은 누적되어 쌓이고 일반적으로 열처리 후 간단한 세척으로는 표면에서 제거할 수 없습니다. 추가 프로세스를 사용해야 하는 경우가 많지만 이러한 프로세스는 레이저 마킹에 영향을 미칠 수 있습니다. 레이저 마킹 성공을 위해서는 표면 무결성을 보장하는 것이 중요합니다.

예를 들어, 질산 부동태화, 식염수 담금 및 여러 오토클레이브 주기를 견딜 수 있도록 17-4 스테인리스강과 같은 마르텐사이트 강철에 레이저 마킹을 하는 경우 마킹 표면은 레이저 마킹 전에 깨끗하고 수동적이어야 하며 마킹 후 수동적이어야 합니다. . 레이저 마킹에 앞서 표면 오염 물질을 분석하고, 오염 물질의 원인을 파악하여 제거하는 것이 중요합니다.

잠재적 오염원:

그림 1: 오염 물질의 전반적인 원인과 레이저 마크에 미치는 영향.

가공 공정에서는 열처리 중에 구워지는 가공 오일 침전물이 남을 수 있습니다.

그림 2: 위 이미지는 가공 후 표면에 남아 있을 수 있는 절삭유를 보여줍니다.

그림 3: 표면에 절삭유 잔류 효과.

위 사진은 가공 후 표면의 가공유를 보여줍니다. 이러한 가공유는 즉시 제거하지 않으면 열처리 과정에서 타버릴 수 있습니다.

잘못 전해연마된 부품에는 표면에 전해연마 잔해물과 EP 유체가 남게 됩니다. 부품은 전해연마 후 즉시 청소해야 합니다.

그림 4: 부품에 남겨진 포스트 EP, EP 솔루션.

그림 5: 부적절한 전해연마 및 부적절한 세척의 영향.

진공 열처리가 제대로 이루어지지 않으면 열처리 스케일이 발생하게 됩니다. 열처리 스케일의 유형은 기계 가공(절삭유)과 같은 이전 공정에서 표면에 퇴적된 퇴적물의 양에 따라 달라집니다. 열처리 스케일은 한번 발생하면 기존의 초음파를 이용한 세척방법으로는 제거가 불가능합니다. 이는 레이저 마킹 프로세스를 방해합니다.

그림 6: 이 열처리 스케일은 EP 파편과 가공 유체가 표면에 남아 있는 후 표면에 형성됩니다.

레이저 마킹 전에 표면에 연마 침전물이 남아 있지 않은지 확인하는 것이 중요합니다. 이는 과도한 압력 및/또는 잘못된 입자를 사용하거나 부품을 잘못 열처리한 경우에 발생합니다.

그림 7: 표면에 남아 있는 연마 잔해의 효과. 긁힌 자국은 연마 페이스트의 이동 방향을 나타냅니다.

적절하게 처리된 표면에는 연마 페이스트, 절삭유, 전해연마 유체 및/또는 잔해가 남아 있지 않습니다.

그림 8: 레이저 마킹 전에 표면이 적절하게 처리된 경우 전해연마 화상 자국, 전해연마 유체 침전물, 내장된 연마 매체 및/또는 열처리로 인한 열 스케일이 없는 지형을 갖게 됩니다.

고려해야 할 세 가지 특성은 다음과 같습니다.

1.보는 각도에 관계없이 진정한 검정색입니다.레이저 마크는 보는 각도에 관계없이 검은색으로 나타납니다.

그림 9: 산화층 두께가 부적절하면 레이저 마크 색상이 변하게 됩니다.

그림 10: 진정한 검정색 레이저 마크.

2.레이저 마크는 패시베이션을 견딜 수 있어야 합니다.레이저 마크는 질산 부동태화 후 씻어내면 안 됩니다.

그림 11: 레이저 마크 간의 비교 분석. 왼쪽의 레이저 표시는 질산 IV 부동태화 이후 진정한 검은색으로 남아 있습니다. 오른쪽에 있는 네 개의 표시는 레이저 표시가 다양한 수준의 패시베이션에 의해 부분적으로 제거되었음을 나타냅니다.

삼.부식이 없습니다. 오토클레이브 주기 후 레이저 마크의 부식 여부를 10~50μm 수준에서 평가해야 합니다. 부품에는 부식 흔적이 없어야 하며 레이저 마크와 모재 금속 사이에 뚜렷한 경계가 나타나야 합니다.