저희의 고객 중 한 곳은 대형 알루미늄 가공 공장이었습니다. 이 공장은 부품을 건조시키는 과정에서 6개월 동안 계속해서 문제를 겪었습니다. 부품들의 표면 온도가 균일하지 않았습니다. 어떤 부분은 너무 뜨거웠고, 또 다른 부분들은 너무 차가웠습니다. 정말 악몽과 같은 상황이었습니다. 부품들이 제대로 건조되지 않아 결국 그 부품들을 모두 폐기해야 했습니다.
저희가 현장에 가서 열 분포를 살펴보니 문제가 바로 드러났습니다. 그들은 일반적인 가열 요소를 사용하고 있었는데, 이 요소들은 부품의 형태에 맞게 설계된 것이 아니었습니다. 그래서 열이 필요한 곳으로 제대로 전달되지 않았습니다.
“일반적인” 가열 요소의 문제점 중요한 것은 단순히 부품에 얼마나 많은 열을 가하는지가 아니라, 그 열이 어떻게 분배되는지입니다.
저희는 그런 일반적인 가열 요소들을 없애고 고밀도 적외선 램프로 교체했습니다. 사양을 임의로 정한 것이 아니라, 알루미늄 표면의 면적을 계산하여 와트당 센티미터 단위로 정확한 수치를 선택했습니다.
목표는 금속의 중심부까지 온도를 올리면서도 표면이 타지 않도록 하는 것이었습니다.
또한 짧은 파장의 적외선을 사용했습니다. 이 방식은 장파장 적외선보다 알루미늄 속으로 훨씬 더 깊이 침투하기 때문에, 부품들이 오븐 안에서 더 적은 시간을 보내게 됩니다.
적절한 하드웨어 선택 저희는 오븐을 그냥 큰 토스터처럼 사용하는 대신, 구역별로 열을 가할 수 있는 시스템을 만들었습니다. 이제 작업자는 중심부와 가장자리의 온도를 별도로 조절할 수 있습니다. 이로 인해 이전보다 훨씬 더 정밀한 제어가 가능해졌습니다.
효율성을 높이기 위해 특수 코팅이 처리된 석영 유리를 사용했습니다. 이 유리는 마치 거울처럼 작용하여 열을 부품 쪽으로만 전달하고, 기계 프레임 안으로 열이 빠져나가는 것을 막습니다. 또한, 간단한 온/오프 스위치로 인해 온도가 급격히 변하는 것을 방지하기 위해 모든 것을 PID 제어 회로에 연결했습니다.
단점 물론 이것은 그냥 “플러그 앤 플레이”식의 업그레이드가 아닙니다. 더 높은 열 밀도는 전기 시스템에 더 큰 부담을 줍니다. 장비를 제대로 확인하지 않고 그냥 램프를 설치한다면, 회로 차단기가 고장날 수 있습니다. 저희는 기존의 컨택터들이 새로운 부하를 견디지 못해 고장날 것을 우려하여 새로운 컨택터를 설치해야 했습니다.
하지만 그 문제가 해결된 후에는 완전한 성공이었습니다. 이제 부품 전체의 온도가 균일해졌습니다. 차가운 부분도 없고, 탄 부분도 없으며, 무엇보다도 더 이상 폐기된 부품도 없습니다.