알루미늄 분말 코팅에서 발생하는 “콜드 스팟” 문제를 해결하기
제가 최근에 함께 일했던 대형 알루미늄 압출 공장도 이와 같은 문제를 겪고 있었습니다. 6개월 동안 그들의 경화 공정은 엉망이었습니다. 프로파일의 일부 부분은 손상되고, 다른 부분들은 제대로 경화되지 않았습니다.
그 결과는 심각한 문제였습니다. 표면의 광택이 고르지 않았으며, 일부 부분에서는 코팅이 벗겨지기까지 했습니다. 전혀 좋은 상태가 아니었습니다.
문제의 원인은 바로 열이었습니다.
그들은 일반적인 대류식 난방 방식을 사용하고 있었는데, 이는 단순히 뜨거운 공기를 불어넣는 것이었습니다. 알루미늄은 열을 잘 전달하지만, 프로파일의 형태 때문에 공기가 닿지 않는 ‘콜드 스팟’이 생겼습니다. 측정 결과, 한 프로파일 내에서도 15°C 이상의 온도 차이가 있었습니다. 완벽한 표면 처리를 위해서는 이런 큰 온도 차이는 치명적입니다.
그래서 우리는 공기를 이용하는 방식을 포기하고 적외선을 활용하기로 했습니다.
우리는 기존의 난방 장치를 적외선 배열로 대체했습니다. 이렇게 하면 부품 주변의 공기를 가열하는 대신, 단파 방사체를 이용해 분말을 직접 가열하여 알루미늄 자체를 가열할 수 있었습니다. 각 구역별로 독립적인 제어 장치를 설치함으로써, 컨베이어 중앙의 온도를 높이고, 열이 새어나가는 가장자리 부분의 온도는 낮출 수 있었습니다. 이를 통해 이전보다 훨씬 더 정밀한 제어가 가능해졌습니다.
하지만 이건 마법 같은 해결책은 아니었습니다.
적외선에도 단점이 있습니다. 특히 ‘그림자 효과’가 문제였습니다. 프로파일들을 너무 가깝게 배치하면 위쪽의 프로파일들이 아래쪽 프로파일들에 열이 닿는 것을 막습니다. 그래서 우리는 프로파일들을 조금 더 멀리 떨어뜨려서 램프가 프로파일들을 잘 볼 수 있도록 했습니다.
물론, 이 방식은 공간을 조금 더 필요로 했습니다. 하지만 이 방법 덕분에 불균일한 경화 현상이 완전히 사라졌습니다. 게다가 경화 시간도 20%나 줄어들었습니다. 부품들을 버리는 일이 줄어들고, 더 빠르게 제품을 생산할 수 있게 되어 모두가 만족했습니다.