Ultrashort Pulse Glass Microwelding

공정 최적화와 품질 혁신을 동시에

가우시안의 펄스 레이저 용접 시스템은 고속·고정밀이 요구되는 산업 현장에 최적화된 차세대 접합 솔루션입니다. 기존의 연속파(CW: Continuous Wave) 레이저가 한계에 부딪힌 복합소재, 열에 민감한 소재에도 높은 펄스 에너지와 정밀한 시간 제어를 통해 열 영향 영역(HAZ)을 최소화하면서도 더 깊고 균일한 용입을 실현합니다.

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CW 레이저와의 차별성 – 펄스가 만드는 새로운 가능성

일반적으로 CW 레이저는 일정한 출력을 지속적으로 방출하여 열을 누적시켜 용융하는 방식이기 때문에, 열 영향 범위가 넓고 소재 주변까지 열 변형이 발생할 수 있습니다. 반면, 가우시안의 펄스 레이저 용접은 짧은 시간 동안 고출력의 에너지를 순간적으로 집중시켜 발진하는 방식으로, 국소적인 용융과 냉각을 반복하면서 정밀한 접합을 가능하게 합니다.

이러한 차이는 특히 얇은 박막이나 정밀 전자부품, 열에 민감한 의료기기 등에서 미세한 변형 없이 깊고 견고한 접합을 요구하는 상황에서 큰 차이를 만듭니다. 또한, 펄스 폭과 주파수를 정밀하게 제어할 수 있어, 이종 소재 간 접합이나 비정형 표면에도 유연하게 대응할 수 있는 것이 큰 장점입니다.

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펄스 레이저 용접의 핵심 메커니즘

펄스 용접은 일반적으로 마이크로초(μs)부터 밀리초(ms) 단위의 짧은 시간 간격으로 고에너지의 레이저 펄스를 발사하여, 소재 표면을 순간적으로 용융시키는 방식입니다. 용융된 재료는 펄스 간의 짧은 냉각 시간 동안 빠르게 응고되며, 이 과정을 반복함으로써 접합 부위가 점점 깊고 넓게 확장됩니다. 이 방식은 다음과 같은 3가지 핵심 작용을 통해 열변형을 최소화하고 용접 품질을 극대화합니다:

1. 국소적 열원 집중 – 레이저 빔이 매우 좁은 영역에만 에너지를 집중시키므로 주변 영역은 영향을 받지 않음
2. 빠른 열 사이클 – 빠른 용융과 냉각이 반복되면서 조직의 균일성이 높아지고 크랙 가능성도 낮아짐
3. 파라미터 유연성 – 펄스의 지속 시간, 주기, 에너지 조절을 통해 다양한 재료와 형상에 맞춘 최적 용접 조건을 구현 가능

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다양한 산업에 적용되는 유연한 솔루션

가우시안의 펄스 레이저 용접 시스템은 특히 전기차 배터리, 정밀 전자기기, 의료기기, 광통신 부품과 같은 고정밀 분야에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 예를 들어, EV 배터리 탭이나 케이스처럼 얇고 열에 민감한 금속 부품의 접합에 있어, 고출력 CW 레이저는 과도한 열 확산으로 인해 내부 구성물의 손상 가능성이 있습니다. 반면, 펄스 레이저는 짧은 시간 동안만 열을 가해 국소 용융을 유도함으로써 내부 열 영향은 최소화하고, 외부 구조물은 깨끗하게 유지할 수 있습니다. 또한, 정밀 커넥터, 센서, 금속 캡슐 하우징과 같이 열변형이 허용되지 않는 마이크로 부품에도 적용할 수 있으며, 의료기기의 스테인리스 튜브, 카테터 등의 접합에도 우수한 조직 품질과 위생 조건을 만족시킬 수 있습니다. 이외에도 금속-유리, 금속-세라믹과 같은 이종 소재 접합에서도 펄스 특성을 활용한 고강도 접합이 가능합니다.

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왜 유리·세라믹의 용접이 중요한가?

포토닉스 산업에서는 광학 부품, 파장 변환 소자, 센서 모듈 등에서 유리 및 세라믹 소재의 정밀한 접합이 핵심 공정 중 하나입니다. 하지만 이들 소재는 열 충격에 매우 민감하며, 연성이 낮아 기계적 접합이나 일반 용융 접합이 어려운 특성을 가집니다. 기존 접합 방식(예: 접착제, 고온 소결, 용제 기반)은 다음과 같은 한계가 있습니다:

• 고온 공정 시 소재의 열 균열 가능성
• 접합면 오염 또는 광학 특성 저하
• 밀봉 불완전성으로 인한 장기 신뢰성 문제

이러한 요구사항 속에서, 펄스 레이저 용접은 비접촉식, 무소모재, 국소 열 가공이라는 특성으로 유리·세라믹 용접의 이상적인 솔루션으로 자리잡고 있습니다.

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가우시안의 신뢰성 있는 공급 역량

가우시안은 글로벌 기술 트렌드에 부합하는 모듈형 설계와 공정 통합 최적화를 기반으로, 고객의 제조 환경에 가장 적합한 시스템을 설계하고 공급합니다. 또한 국내 로컬 기술지원과 함께 레거시 설비에 대한 업그레이드 솔루션도 제공함으로써, 신규 도입뿐만 아니라 기존 생산라인의 경쟁력 향상까지 함께 지원합니다. 특히, 공정에 따라 전후 장비와의 연계, 자동화 시스템과의 통합, 비전 검사 장치와의 연동 등 스마트 팩토리 대응 기능도 함께 제공합니다.

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