소재 수동 도포를 기계 도포로 전환하는 것이 유리한 경우는 언제인가요?

개별 요구 사항은 계량 및 혼합 시스템을 선택하는 데 있어 핵심적인 요인으로 작용합니다.

액체 소재와 풀 소재는 씰링 또는 건축 요건 이행을 위해 서로 다른 소재로 만들어진 구성품을 영구적으로 접착하기 위한 다양한 방법을 제공합니다. 계량 및 혼합 시스템을 언제 어디에 사용할지는 여러 공정 매개변수에 의해 결정됩니다.

생산 공정의 지능적 계획은 소재를 수동으로 도포할지 아니면 기계로 도포할지의 문제에서 시작하는 것이 아니며, ‘고급 기술’에서 시작하는 것도 아닙니다. 그보다는 여러 조건에서 소재의 특징을 이해하고, 높은 수준의 정확도로 목표를 정의하는 것이 더 중요합니다. 이 단계를 수행해야만 생산 단계를 올바르게 기술할 수 있습니다. 이를 통해 기계 가공 도입 여부와는 관계없이 후속 공정의 잘못된 계획과 이로 인한 오류 발생을 방지할 수 있습니다. 모든 관련 영향 변수를 식별하고 목표를 설정한 후에야 사람과 기계 중 어느 주체가 생산 공정을 담당해야 할지 결정할 수 있습니다.

수동 도포 도구

새로운 도포 공정을 설치한 후에는 보통 수동 도포 도구나 카트리지로 첫 시험 단계를 수행합니다.  이를 통해 초기 프로토타입에 기반하여 기본적인 가능 조건을 빠르고 쉽게 확인할 수 있습니다. 일부 산업에서는 단일 구성품 또는 2개 구성품 형태의 카트리지가 기본적인 선택지일 수 있습니다. 예를 들어, 비행기 기체의 접착을 실시하는 경우에는 보통 물류 관점에서 자동 계량 및 혼합 시스템이 부적합합니다.술 이는 8미터 접착을 위한 시스템 기술의 경우에도 마찬가지입니다.  또한 건설 산업과 운송 산업과 같은 대규모 애플리케이션에서는 일반적으로 수동 솔루션이 더 선호됩니다. 이는 시각적 결과나 소재 특징에 대한 요구 사항이 까다롭지 않은 ‘단순한’ 애플리케이션도 마찬가지입니다.

수동 가공에서 기계 가공으로의 ‘혁신’

소재의 수동 가공에서 기계 가공으로의 전환은 생산 공정 ‘혁신’의 중요한 단계에 해당합니다. 시스템 구입에 관한 일반적인 주요 기준이 무엇인지 논하기는 어렵습니다. 기본 영향 요인은 사전에 고려해야 하나, 보통 결정적인 요인 1~2가지로 인해 기계 가공을 사용하거나 사용하지 않기로 결정하게 됩니다.
수동으로 수행할 수 없는 다량 생산 또는 고품질 요건이 적용되는 경우에는 계량 및 혼합 시스템에 투자하는 것이 좋습니다. 일부 경우 계량 및 혼합 시스템에 투자하면 예컨대 미사용 소재 폐기와 불합격 제품 생산이 감소하여 가동 비용이 절감될 수도 있습니다.
임시 솔루션을 도입할 수도 있습니다. 이 경우 계량 및 혼합 솔루션은 소재 카트리지를 충진하는 데에만 사용됩니다. 다만 이러한 솔루션은 소재가 어느 정도의 양 이상인 경우에만 유용합니다. 이 경우, 소재 가격이 바로 투입 가능하도록 제작된 카트리지에 비해 상당히 저렴하고 물류 공정에서도 비용을 절감할 수 있습니다.

애플리케이션과 제품 간 상호작용

사용할 계량 방법을 결정할 때는 애플리케이션과 제품 간 상호작용이 중요한 역할을 합니다. 제품이 높은 정확도를 요구한다면 애플리케이션의 요구 사항도 까다롭습니다. 이러한 경우 대부분 기계 가공이나 자동화된(로봇 보조) 가공만이 유일한 선택지입니다. 수동 도포의 경우에는 항상 생산된 구성품이 앞서 정의한 목표를 충족할지가 어느 정도 불확실합니다. 혼합비가 약간만 달라져도 최종 제품의 품질에는 상당한 차이가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 접착제나 씰링제 비드의 강도가 달라지거나 포팅 컴파운드가 저온 또는 습도에 취약해질 수 있습니다. 또한 접착제 또는 씰링제 비드는 항상 100%의 정확도와 정밀도로 도포할 수 없습니다. 보통 수동 도포에서는 단단한 고정을 보장하기 위해 더 많은 접착제를 도포해야 하는 반면, 구성품이 시각적으로 보기 좋게 접착되지 않을 위험이 있습니다. 따라서 보통 시각적으로 높은 완성도가 요구되는 경우에는 수동 접착이 적합하지 않습니다. 또한 이 경우 작업자의 숙련도 수준도 중요한 요인으로 작용합니다. 숙련도 수준이 다르면 결과도 다를 수 있습니다. 전문 지식 부족으로 인해 모르는 사이에 실수를 할 위험도 존재합니다. 즉, 소재 가공에 있어 사용자가 주된 취약점으로 작용하게 될 수 있습니다.

소재 특징, 취급 및 생산 단계 고려

예를 들어 구성품을 접착해야 하는 경우에는 부품 결합에 적합한 접착제를 파악해야 합니다. 이는 계량 및 결합 공정 중 일관성뿐 아니라 이후 경화 상태의 일관성과도 관련됩니다. 또한 습도나 생산 환경의 온도와 같은 일반 조건도 중요하게 작용합니다. 이러한 조건은 생산 공정 계획이나 제품 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 타이밍도 생산 공정에 상당한 영향을 미칩니다. 접착제나 씰링제 및 포팅 컴파운드의 경화에 필요한 시간에 따라 이러한 타이밍은 모든 업스트림 및 다운스트림 생산 단계(모든 구성품의 취급 포함) 계획에 포함됩니다. 폴리우레탄 접착제의 완전 경화에는 약 7일이 소요됩니다. 물론 이러한 시간은 계산에 포함되어야 합니다. 적절한 가공 방법을 선택할 때는 도포에 1K 접착제와 2K 접착제 중 어느 것을 사용할지 고려해야 합니다.

깨끗한 구성품 표면을 보장하고 접착제와 기질이 확실하게 접착되도록 하기 위해 미리 사전 처리를 해야 할 수도 있습니다. 예컨대 접착제가 자외선 아래에서만 경화되는 경우 등 일부 경우에는 후처리도 필요합니다. 또한 고밀도 충진재가 굳지 않도록 진공, 온도 제어 및 폐쇄 루프 전달과 같은 준비가 필요하여 수동 가공이 아예 불가능한 접착제도 존재합니다. 고밀도 충진재의 경화는 주변 온도가 높은 경우 훨씬 더 빠르게 일어납니다.

 

계량 공정 요건

계량 공정은 완제품 생산에서 거치는 여러 생산 단계 중 하나이지만, 대부분 결정적인 단계에 해당합니다. 실제로 수동 가공의 계량 공정에서는 항상 부정확성이 발생하며, 적절한 모니터링은 불가능합니다.

모든 제품의 품질 요건은 분야를 불문하고 점점 더 엄격해지고 있습니다. 높은 공정 신뢰성, 일관성 있는 품질보증과 종합적인 문서화에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 다음 요인은 계량 및 혼합 시스템을 통해서만 구현할 수 있습니다.

  • 여러 구성품의 일관성 있는 혼합비
  • 분배 수량
  • 샷 크기
  • 정의된 공차 범위
  • 애플리케이션 제어 및 문서화

 

계량 공정에 적용되는 요건이 까다로운 경우에는 보통 기계 가공만이 유일한 선택지입니다. 기계 가공은 높은 수준의 공정 신뢰성과 계량 공정의 재현 가능성을 상시 보장합니다. 사용자는 모든 매개변수를 높은 절확도로 구성하고, 저장하고, 모니터링하고 문서화할 수 있습니다. 이는 특히 기업이 인증을 받기를 원하며 접착 공정의 품질 요구 사항에 관한 DIN 표준 2304를 준수해야 하는 경우 중요합니다.

경제적 요인 고려

물론 경제적 요인도 중요하게 작용합니다. 계량 및 혼합 시스템 구입은 기업 규모에 따라 중대한 투자를 의미할 수 있습니다. 다른 한편으로 수동 가공 시에는 가동 비용이 훨씬 더 높습니다. 소재 제조사의 경우, 카트리지 생산에 더 많은 수고가 필요하므로 20리터 용기의 가격이 3~10배 더 높습니다.  또한 카트리지를 이용한 가공 시에는 다량의 소재 낭비와 불필요한 폐기물이 발생합니다. 많은 경우 카트리지는 남김없이 비울 수 없어서 위험 폐기물로 폐기해야 합니다. 따라서 대형 용기와 폐기물 감소로 소재를 절약하고 비용도 절감할 수 있습니다. 또한 자원도 효율적으로 사용하고 환경에 미치는 영향도 줄일 수 있습니다. 카트리지를 이용하여 소재를 도포하면 카트리지를 먼저 충진하거나 교체해야 하므로, 많은 경우 계량 및 혼합 시스템을 사용할 때보다 훨씬 더 많은 시간이 소요됩니다. 또 다른 중요한 요인은 제품 가치 자체입니다. 결합 후 매우 높은 가치를 지니는 제품이나 구성품의 경우, 품질 결함으로 인해 불량품이 생산되면 손실이 크게 누적될 수 있습니다. 접착 또는 포팅 공정을 통해 높은 부가가치가 생산될수록 계량 공정에서 세심한 주의를 기울여야 합니다. 따라서 소량 생산의 경우에도 계량 및 혼합 시스템에 투자하는 것이 더 유리할 수 있습니다.

결론

결론적으로, 생산 공정은 소재의 특징과 최종 제품 목표에 따라 결정됩니다. 따라서 각 사례마다 기술 옵션이나 비용과 이점을 재평가해야 합니다. 애플리케이션에 따라 카트리지를 이용한 수동 가공 시의 오류율이 계량 및 혼합 시스템을 이용한 기계 가공 시보다 높을 수 있습니다. 후자는 구매 비용이 더 높으나, 여러 가지 이유로 투자 가치가 있습니다. 회사가 특정 수준의 공정 신뢰성, 품질보증 및 문서화 요건을 준수해야 하는 경우에는 계량 및 혼합 시스템이 유일한 선택지입니다. 소량 생산이나 시각적 측면이 덜 중시되는 경우에는 수동 도포가 훨씬 더 효율적일 수 있습니다. 결론적으로 개별 측면 또는 여러 요인을 종합적으로 고려한 끝에 계량 및 혼합 시스템을 사용하거나 사용하지 않기로 결정하게 될 수 있습니다. 다음 글에서는 기계를 사용한 소재 가공을 결정하는 과정을 단계별로 알아보고, 계량 및 혼합 시스템 구매 시 고려해야 할 사항을 살펴봅니다.

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