파우더 코팅은 자동차, 가전제품, 가구, 건설 장비, 농기계 등 다양한 산업에서 내구성 있는 마감재를 만드는 데 사용됩니다. 그러나 생산량이 증가함에 따라 지속 가능성 향상, 에너지 소비 감소, 생산 가속화, 비용 절감에 대한 제조업체의 요구도 증가하고 있습니다. 기존의 파우더 코팅 경화 방식은 이러한 목표를 달성하는 데 장애물이 되어 생산업체가 더 이상 무시할 수 없는 비효율을 초래합니다.
레이저 경화는 파우더 코팅 사용자에게 신속하고 에너지 효율적이며 고도로 제어된 솔루션을 제공하는 획기적인 혁신입니다. 품질이나 효율성을 저하시키지 않으면서도 현대의 제조 요구 사항을 충족하는 지속 가능한 경화 프로세스를 제공합니다.
정확한 방법을 알아보세요.
레이저 경화란?
파우더 코팅 공정은 정전기를 띤 건조한 파우더를 금속 부품 표면에 분사하는 것으로 시작됩니다. 정전기 힘으로 인해 파우더 입자가 부품에 균일한 두께의 층으로 부착됩니다.
도포 후 코팅된 부분은 열을 이용해 경화됩니다. 이렇게 하면 파우더 입자가 녹고 융합되어 재결합되어 매끄러운 마감의 코팅이 형성됩니다. 이 경화 단계를 통해 코팅은 일반적으로 페인트보다 더 두껍고 단단하며 내구성이 뛰어난 견고한 보호 층을 형성합니다.
기존의 파우더 코팅 경화 방식은 파우더 입자를 녹이기 위해 부품을 대량으로 가열하는 방식입니다. 가장 일반적인 방법은 대량의 공기를 가열하여 전체 부품의 온도를 높이는 컨벡션 오븐을 사용합니다. 이렇게 하면 파우더 코팅이 경화에 필요한 온도에 도달할 수 있지만 전체 부품은 물론 오븐 주변의 생산 환경까지 가열하여 상당한 에너지가 낭비됩니다.
적외선(IR) 오븐은 더 빠른 대안을 제공합니다. 복사열을 사용하여 파우더 코팅을 직접 가열하므로 컨벡션 오븐보다 효율적입니다. 하지만 여전히 모든 방향으로 빛을 방출하기 때문에 비효율적이고 에너지 손실이 발생합니다. 또한 IR 히터는 대부분 파우더 코팅에 잘 흡수되지 않는 광대역 빛을 출력하므로 가열에 기여하지 못합니다.
레이저 경화는 고강도, 고방향성, 협대역 다이오드 레이저 소스를 열원으로 사용함으로써 근본적으로 다른 접근 방식을 취합니다. 레이저에서 나오는 이 강렬한 빛을 효율적으로 수집, 성형하여 부품 표면에 투사할 수 있습니다.
따라서 레이저는 원하는 부품 표면만 가열하고 다른 부분은 거의 가열하지 않습니다. 또한 레이저에서 생성되는 좁은 범위의 적외선 파장이 파우더 코팅 입자에 잘 흡수되므로 부품 자체의 불필요한 가열을 크게 방지하면서 효율적으로 경화할 수 있습니다. 그 결과 컨벡션 오븐에 비해 경화 사이클 시간이 약 10배 단축됩니다.
마지막으로 레이저의 전기 변환 효율, 즉 필요한 양의 레이저 광을 생성하는 데 필요한 전력의 양은 다른 유형의 적외선 광원보다 훨씬 높습니다. 이는 레이저 시스템에 공급되는 전력의 상당 부분이 낭비되지 않고 실제로 코팅 경화에 사용된다는 것을 의미합니다. 이러한 효율성은 공정의 빠른 속도와 함께 레이저 경화의 높은 지속 가능성에 기여하는 중요한 요소입니다.
레이저 경화의 이점을 생산에 적용하는 IPG 포토닉스
IPG 모듈형 레이저 경화 시스템을 통해 제조업체는 대량 생산 환경에서 레이저 파우더 코팅 경화의 이점을 충분히 누릴 수 있습니다. 이 시스템은 컨벡션 및 IR 램프 오븐에 비해 비용, 시간 및 바닥 공간을 크게 절약할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 IPG 레이저 파우더 코팅 경화 시스템이 에너지 소비와 폐기물을 줄이는 동시에 공정 제어를 향상시켜 보다 지속 가능한 대안을 제공한다는 점입니다.
IPG 모듈형 레이저 경화 시스템의 기본 구성 요소는 파우더 코팅 부품을 수용하기에 충분한 폭으로 제작된 8'(2.4m) 길이의 셀입니다. 일반적으로 부품은 시스템을 통해 지속적으로 이동하며 램프 업 및 냉각을 포함하여 약 2분 안에 경화됩니다.
이 기본 구성의 처리량은 시스템을 더 길게 만들어 확장할 수 있습니다. 필요에 따라 모듈형 레이저 경화 시스템에 4'(1.2m) 길이의 모듈을 추가하여 시스템 길이를 무한대로 늘릴 수 있습니다.
실제로 특정 요구 사항을 충족하거나 기존 생산 장비와 통합하기 위해 IPG 모듈형 레이저 경화 시스템을 구성할 수 있는 방법은 상당히 다양합니다. 예를 들어 연속 이송 또는 스톱 앤 고 이송을 지원하도록 구축할 수 있습니다. 로봇 공학을 통합하여 변화하는 부품 혼합을 처리하거나 곡면이 있는 부품을 경화할 수 있습니다.
그러나 레이저 경화 시스템은 어떤 형태이든 일반적으로 동일한 처리량을 가진 컨벡션 오븐보다 약 10배 적은 바닥 공간을 차지합니다. 또한 시스템을 확장할 수 있다는 것은 생산량이 증가하면 시간이 지남에 따라 시스템을 확장할 수 있다는 것을 의미합니다. 반면, 제조업체는 일반적으로 예측 가능한 장기적 요구 사항을 충족할 수 있을 만큼 큰 컨벡션 오븐을 구매해야 하며, 나중에 업그레이드하는 것은 비용 효율적인 옵션이 아닙니다.
모듈형 레이저 경화 시스템의 또 다른 주요 장점은 정밀한 공정 제어가 가능하다는 점입니다. 이는 두 가지 핵심 요소에 의해 가능합니다.
첫째, '저온' 오븐으로 폐열을 거의 방출하지 않습니다. 따라서 코팅 표면 온도를 실시간으로 측정할 수 있는 열화상 카메라와 같은 고급 계측 기기를 통합할 수 있습니다. 반면 대류식 및 적외선 오븐은 내부 공기 온도 측정값만 제공할 수 있어 공정 제어에 직접적인 값을 거의 제공하지 못합니다.
둘째, 레이저 출력 출력을 거의 즉각적으로 변경할 수 있습니다. 이를 통해 측정된 코팅 온도에 따라 실시간으로 즉석에서 조정할 수 있습니다. 이를 통해 경화 온도가 항상 특정 파우더 재료의 레시피와 일치하도록 보장합니다.
레이저 파우더 코팅 경화는 이전 기술과는 완전히 다른 혁신적인 기술입니다. 처리량을 늘리고 제어 기능을 향상시키며 운영 비용을 절감하는 동시에 탄소 발자국을 줄여 훨씬 더 지속 가능한 공정이 될 수 있습니다. IPG 모듈형 레이저 경화 시스템은 다양한 생산 환경에서 레이저 파우더 코팅 경화를 구현할 수 있는 가장 간단하고 유연하며 비용 효율적인 방법을 제공합니다.
레이저 파우더 코팅 경화 시작하기
많은 응용 분야와 제조업체가 레이저 경화 솔루션의 이점을 누릴 수 있습니다. IPG는 파우더 코팅 경화를 위한 레이저 열원뿐만 아니라 레이저 경화 R&D 워크스테이션과 완전한 모듈식 레이저 경화 시스템을 모두 제공합니다.
시작 방법은 간단합니다. 샘플을 보내거나 글로벌 애플리케이션 연구소를 방문하거나 애플리케이션에 대해 알려주시기만 하면 됩니다.
