철, 비철 금속은 오랜 시간 동안 매우 다양한 방법으로 사용된 재료이다. 건축 분야에서는 건물의 뼈대로 사용되어 구조물의 강도 및 안정성을 높일 수 있고, 자동차 분야에서는 자동차의 뼈대뿐만 아니라 외판용으로도 활용되며, 선박의 경우 외판 및 내부 구조물 등 대부분이 금속으로 이루어진다. 이와 같은 금속은 비교적 가공이 쉽고 소성가공 이후 변형이 적어 산업의 전반적인 분야에서 매우 광범위하게 사용되고 있다. 현대에 들어서는 다양한 금속 가공법이 개발되었으며, 그 중 레이저 가공기(Laser Processing Machine)는 다양한 형태와 두께의 제품을 생산하는 장비로서 다품종소량생산에 매우 유리하다. 하지만 다양한 형태와 두께의 제품생산이 가능한 만큼 소재의 재질과 두께에 따라서 적정한 가공 변수(Processing Parameters)가 수반 되어야한다.
본 논문에서는 레이저 가공시 가공면의 조도 값에 큰 영향을 미치는 가공 변수를 Nozzle Diameter, Cutting Speed, Power로 설정하고 다구찌법을 기반으로 설계된 3인자 3수준의 실험계획법을 기반으로 시편을 제작하고 절단면의 조도를 측정하였다. 이후 SN비 분석을 진행하여 어떠한 인자가 어느 수준에서 조도에 가장 많은 영향을 미치는지 분석하고 망소 특성(Oblivion Trait)을 가지는 조도(Surface Roughness)의 평균에 대한 반응비와 대조하여 결과 값의 경향을 비교하였다. 또한 조도에 대하여 파라미터별 상관계수 R값을 도출하여 조도와 파라미터 간의 상관관계를 파악하고 양의 상관관계(Positive Correlation), 음의 상관관계(Negative Correlation), 무상관 관계(Uncorrelated)로 구분하여 두 변수 사이의 연관성을 파악하였다. 앞서 도출된 상관성이 높은 파라미터의 수준값을 대입하여 조도값을 예측해볼 수 있으며, 최소의 조도 값을 찾기 위한 가공 변수 도출이 가능한 회귀방정식(Regression Equation)을 수립하였다. 마지막으로 결정계수 R² 값을 계산하여 회귀방정식의 신뢰도를 검증하였다. 회귀방정식의 가장 높은 신뢰도를 보인 시편은 STS304(6t)로 90.6%의 신뢰도를 보였으며, 이는 통계적인 관점에서 보았을 때 매우 높은 신뢰도로 볼 수 있다. 이러한 일련의 검증 및 계산은 통계 프로그램인 미니탭 프로그램(Minitab Program)을 통하여 진행되었으며, 도출된 결과 값을 활용하여 레이저 가공시 적정한 가공 변수를 찾아내는 시간과 자원을 최소화할 수 있는 데이터와 계산식을 제공하였다.