아크릴 가공시 레이저커팅 vs CNC , 어떤 방식이 좋을까?

2021/08/27

아크릴(Acrylic)은 우리 주변에서 가장 쉽게 찾아볼 수 있는 대표적인 플라스틱으로 꼽힙니다. 당장 주변을 둘러봐도 쉽게 아크릴을 이용해 만든 제품을 찾아볼 수 있습니다. 여러분이 지금 실내에 있다면 볼펜이나 전자제품 등의 케이스가, 실외에 있다면 거리에서 쉽게 볼 수 있는 간판이 아크릴로 만든 대표적인 제품들입니다. 

 아크릴은 투명한 제품을 만들 수 있기 때문에 유리 대용으로도 많이 사용됩니다. 보안경이나 투명 케이스부터 아쿠아리움의 수조 제작에 아크릴이 사용되기도 합니다. 또한 착색이 잘 되어 다양한 색상의 제품을 만드는 데 유리하기 때문에 시제품(mock-up) 제작에도 단골 소재로 사용됩니다. 이처럼 사용 용도가 다양하다 보니 '플라스틱계의 보석'이란 별칭을 얻기도 했습니다. 다만, 흡집이 쉽게 생긴다는 점은 옥에 티라 하겠습니다. 

이런 보석 같은 아크릴을 가공할 때 어떤 방식이 좋을지 궁금해하는 분들이 많습니다. 아크릴은 보통 레이저커팅이나 CNC 방식을 통해 가공하는 것이 일반적입니다. 아크릴을 사이에 두고 경쟁하는 레이저와 CNC, 둘 사이엔 어떤 차이가 있을까요?

보편적인 레이저커팅, 후가공 없이도 사용

레이저 커팅은 미리 입력한 CAD(컴퓨터지원설계) 도면을 따라 고출력의 레이저빔을 쏘아 원하는 모양을 만들어내는 일종의 판금 공법입니다. 플라스틱이나 금속 가공에 두루 이용되며 다만 두께가 두꺼운 제품을 가공하는 데는 적합하지 않습니다. 

 레이저커팅은 고온의 열을 가하는 방식이기 때문에 일부 플라스틱 제품에는 적합하지 않을 수 있습니다. 플라스틱은 보통 열을 가했을 때 녹는 열가소성 플라스틱과 타버리는 열경화성 플라스틱으로 구분되는데, 열경화성 플라스틱의 경우 레이저를 가하면 접촉면이 타버리기 때문입니다. 하지만 아크릴과 같은 열가소성 플라스틱의 경우엔 레이저커팅으로 가공하기에 적합합니다. 

레이저커팅을 이용한 아크릴판 가공 작업. 

특히 아크릴의 경우 레이저커팅을 하게 되면 절단된 면이 투명하게 남습니다. 이 때문에 광택 작업 같은 후가공 작업 없이도 그대로 사용할 수 있습니다. 추가로 손이 덜 가게 되면 자연히 비용도 낮아집니다. 아크릴 가공 시에 레이저커팅이 보편적으로 사용되는 이유입니다.  

다만 레이저커팅으로 할 수 있는 작업은 크게 자르고, 글자나 무늬를 새기는 것에 국한됩니다. 한마디로 2차원적인 작업에 특화되어 있다고 보면 됩니다. 만약 두꺼운 아크릴판을 이용해 층을 낸다거나 포켓을 만드는 등 입체적인 형상을 만들고자 할 때는 CNC 등 다른 공정의 도움을 받아야 합니다.  

참고로 레이저 커팅의 일반적인 장점을 정리하자면 아래와 같습니다. 

  • 복잡한 모양의 부품을 정확하고 미세하게 가공할 수 있다. 
  • 작업시 소음과 진동이 없고 작업 환경이 깨끗하다.
  • 공정이 자동화되어 있고 공구 교체가 불필요해 상대적으로 가격이 저렴하다. 
  • 생산 속도가 빨리 대량생산하기가 용이하다.

다만, 앞서 설명한 대로 두께가 일정 수준을 넘어가면 재료를 절단하기가 어렵고, 가공하려는 재료의 두께나 모양에 따라 생산속도가 영향을 받는다는 점은 유념할 필요가 있습니다. 보통 레이저커팅으로 절단할 수 있는 두께는 25mm 정도, 높은 정밀도가 요구될 때는 20mm 이하로 제한하는 것이 일반적입니다.  

보다 정밀한 제작, 3차원 가공엔 CNC 

CNC는 자르고 깎는, 소위 덜어내는 작업에 특화된 도구입니다. 플라스틱 가공의 경우 CNC는 열가소성 플라스틱은 물론, 열경화성 플라스틱을 다루는 데도 문제가 없습니다. 열을 가하는 것이 아니라 물리적인 회전을 통해 재료를 잘라내기 때문입니다. 아크릴의 경우 CNC 공법으로 잘라내면 레이저커팅과 달리 단면이 불투명하게 남는 것이 특징입니다.  

특히 CNC는 가공하려는 재료의 두께에 구애받지 않고 3차원 형상을 가공하는 데도 적합합니다. 즉, 레이저커팅의 용도가 자르고 새기는 데 국한된다면, CNC를 이용하면 그와 더불어 층을 내거나 안쪽이 움푹 들어간 포켓을 내는 작업 등을 하는 것도 가능합니다. 따라서 모양이 들어간 두꺼운 명패 같은 것을 제작한다면 CNC 가공이 적합합니다. 

또한 레이저커팅은 단면이 열에 녹는 특성상 아크릴의 두께가 두꺼워질수록 단면에 경사가 생겨날 가능성이 커지는 데 비해, CNC의 경우엔 보다 정확한 단면을 얻을 수 있다는 것이 장점입니다. 

CNC 공작기계를 이용해 두꺼운 플라스틱을 가공하는 모습.

이처럼 만능 제작도구인 CNC의 단점은 상대적으로 비싼 가격입니다. 또한 단면이 불투명하게 남기 때문에 보통 후가공 작업이 필요합니다. 이 때문에 단순히 아크릴판을 가지고 커팅 위주의 작업을 할 때는 CNC보다 레이저커팅을 사용하는 것이 일반적입니다. 

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