왜곡을 막으세요: 자동차 내장재의 치수 문제 해결하기
혹시 대시보드나 도어 패널을 몰드에서 꺼냈는데, 바로 앞에서 왜곡되는 것을 본 적이 있나요? 정말 짜증나는 일입니다. 설계에 많은 시간을 투자했지만, 부품이 제자리에 고정되지 않는 것입니다.
이 문제의 원인은 보통 내부 응력 때문입니다. 재료가 적절한 열을 받지 못하면 긴장 상태가 유지됩니다. 공기 중으로 나오면 그 긴장이 갑자기 풀려서 부품이 변형됩니다.
우리는 더 이상 전체를 가열하는 방식을 사용하지 않고, 대신 적외선을 활용한 지역별 제어 방식을 사용합니다.
“모든 경우에 적용되는” 가열 방식이 왜 실패하는가?
대부분의 사람들은 부품 전체를 오븐에 넣고 최선을 기대합니다. 하지만 그런 식으로는 문제가 해결되지 않습니다.
대시보드를 생각해보세요. 어떤 부분은 두껍고, 또 다른 부분은 매우 얇습니다. 두꺼운 부분은 열을 오랫동안 유지합니다. 플라스틱을 빼내려고 하면 이러한 온도 차이로 인해 불균등한 수축이 발생합니다.
그래서 우리는 여러 개의 적외선 발진기를 사용하여 각 부분을 따로 제어합니다. 각 영역을 별도의 PID 컨트롤러에 연결함으로써, 열을 원하는 대로 조절할 수 있습니다. 두꺼운 부분에는 더 많은 에너지를 공급하고, 얇은 부분에는 그만큼 줄여줍니다. 그렇게 하면 모든 부분이 동시에 유리 전이 온도에 도달합니다. 그러면 내부 응력은 사라집니다.
적절한 치수를 얻는 방법
단순히 가열하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 냉각도 중요합니다. 부품을 급격히 냉각시키면 응력이 그대로 남아 있게 됩니다. 이는 재앙을 초래합니다. 지역별 제어를 사용하면 냉각 과정을 조절할 수 있습니다. 머물러 있는 동안 적외선 출력을 조절함으로써 치수를 정확하게 설정할 수 있습니다.
그 결과는 어떨까요? 부품의 형태가 CAD 파일과 정확히 일치합니다. 더 이상 간격을 메우기 위해 몇 시간씩 시간을 낭비할 필요가 없습니다.
단점들
물론, 이 방식도 완벽하지는 않습니다. 실제로 몇 가지 문제가 있습니다.
전기 캐비닛이 조금 더 붐비게 됩니다. 하나의 큰 컨택터 대신 여러 개의 SSR과 써모커플이 필요합니다. 공간도 더 많이 필요합니다.
또한 적외선은 직선으로 전파됩니다. 부품에 깊은 홈이나 보이지 않는 부분이 있다면, 열이 그곳에 도달하지 못합니다. 그럴 경우 반사판을 추가하여 열을 그곳으로 보내야 합니다. 그렇지 않으면 차가운 부분이 생겨서 다시 왜곡이 발생합니다.