안녕하세요 나우로보틱스의 나우지기입니다. 2023년에 국내 제조업은 많은 발전을 이루고 있습니다. 국내 제조업을 대표하는 기업은 현대자동차라고 할 수 있는데, 현대자동차는 이번 분기에만 매출 37조 7천억원을 달성했다고 합니다. 이는 삼성전자를 뛰어넘는 매출이라고 하니 우리나라 제조업의 위상이 점점 올라가는걸 느낄 수 있어 기쁜 마음이 듭니다.
제조업에서는 여러가지 공정이 공존하고 있습니다. 한가지 양산품을 제조하는데에 많은 기술과 부품이 필요하기 때문입니다. 물론 다 세세히 얘기하면 너무 어렵기에 오늘은 한가지 공정에 대해 이야기하려고 합니다. 바로 플라스틱 사출입니다.
플라스틱 사출은 완성시킬 제품에 맞는 금형 속으로 열에 의해 액체화된 플라스틱 재료를 넣고, 금형에 맞는 성형품을 얻어내는 공정을 의미합니다
쉽게 말하면 플라스틱 소재에 제품을 만들기 위해 알맞은 모양의 틀에다가 녹은 플라스틱을 넣어 원하는 제품을 얻는것을 얘기합니다. 흔히 사용하는 스마트폰 케이스를 만들고 싶다면, 스마트폰과 동일한 금형에다가 플라스틱 사출을 하면 완성되는것 입니다. 만약 타코야키나 계란빵, 붕어빵 같은 길거리 음식을 좋아하신다면, 플라스틱 사출을 이해하는게 더 쉬울것입니다. 원리는 굉장히 닮아있기 때문입니다.
사출 과정도 간단히 알려드리겠습니다.
- 플라스틱 원료 선정
플라스틱 사출 공정에서 원료 품질은 가장 기초적이면서 가장 중요합니다. 오염도가 적고 깨끗하게 관리된 원료가 사출된 제품의 품질과 내구성을 높입니다.
2. 금형 디자인 제작
금형은 제품의 형태와 크기를 결정하는 중요한 역할입니다. 일관적인 디자인과 높은 완성도를 고객에게 보여주고 싶은 기업은 금형에 대한 관리를 중요시 여겨야합니다.
3. 사출기에 금형 장착
온도 및 압력이 완벽하게 조정된 사출기에 금형을 설치합니다. 금형의 검사를 자체적으로 실시하여 생산 전 제품의 품질을 검사하는것은 필수 입니다. 이때는 육안이나 테스트 사출을 실행하여 검사하는것이 일반적인 방법입니다.
4. 사출기를 통해 사출 성형 시작
준비된 원료가 사출기 플런지 안으로 들어갈때까지 스크류를 회전시킵니다. 금형이 제대로 닫힌걸 확인한 후에 사출기에 플라스틱 원료를 균일하게 분배 되도록 사출합니다.
5. 성형된 제품 품질 확인
시간이 지나 금형을 열고 제품을 꺼냅니다. 제품의 품질을 검사하여 원하는 형태, 경도 등을 확인합니다. 마모되거나 손상이 있는지도 육안으로 확인합니다.
5가지로 간단히 사출과정을 설명할 수 있습니다. 산업계에서 일하지 않는분들이거나 제조 현장 부서가 아닌 분들이라면 어렵게 느껴지실텐데, 가볍게 읽고 지나시면 좋을것 같습니다.
물론 한가지 한가지 과정을 어떻게 하느냐에 따라 완성된 제품의 품질은 극명하게 다릅니다. 요즘에는 플라스틱 원재료 품질과 사출기 성능이 전반적으로 좋아져서 품질에 대한 이슈는 적은편입니다. 만약 자신만의 제품을 얻고자하는분들이라면 플라스틱 사출을 전문으로하는 업체에 의뢰해보시면 좋습니다. 이전보다는 가격 경쟁력이 좋아졌습니다.
사출 성형 공정은 국내에서 제조업을 하는 기업이라면 거의 대부분 실행하고 있습니다. 일상에서 사용하는 컵, 반찬통, 세탁기, 키보드, 마우스 등 정말 많은 제품들이 플라스틱 소재로 만들어지기 때문입니다. 나우지기인 제가 느끼기에 사출기 없이 일상에 필요한 제품이 만들어지기 어렵겠다고 느낄 정도입니다. 얼마전에 마트에가서 플라스틱 소재에 반찬, 도시락 용기를 사면서 한번 더 느낄 수 있었습니다.
앞서말한 현대자동차에서도 플라스틱 사출을 이용하고 있습니다. 차량 앞에 있는 범퍼를 손으로 두드려보면 플라스틱 소재라는걸 알 수 있습니다. 이 범퍼도 플라스틱 사출을 통해 만들어집니다. 자동차 안에 있는 부품에 대부분이 플라스틱 사출 성형 공정을 통해 만들어지는것입니다.
그렇다면 산업용 로봇은 왜 플라스틱 사출 공정에 필요한걸까요?
산업용 로봇은 금형에서 제품을 안전하고 정확하게 꺼내줍니다.
플라스틱 사출은 반복적으로 이뤄집니다. 설정된 사이클에 맞춰서 제품이 계속해서 생산됩니다. 그럴때 금형에서 성형이 완료된 제품을 꺼내야하는데, 이때 산업용 로봇이 필요합니다. 제품을 생산되는 사이클에 맞춰 꺼내야하기 때문입니다. 아직도 사람이 직접 꺼내는 공정을 유지하는곳이 많지만, 2019년 이후 정부 지원사업이 실행된 이후에는 대부분 사출 공정 현장에 산업용 로봇이 투입되고 있습니다. 지원사업이 궁금하신분들이라면 이전 포스팅을 통해 확인해주세요.
산업용 로봇인 직교 취출 로봇 NURO 시리즈를 한번 보여드리겠습니다. 사출기에서 나온 제품을 취출하여 적재하는 과정입니다. 굉장히 부드럽고 안전하게 실행되는걸 확인할 수 있습니다. 계속 보고 있으면 기계멍처럼 힐링 되는 느낌도 들어서 좋습니다.
취출로봇이란?
제조업의 공정 중에 완성되거나 제조 중인 제품을 자동으로 취출하여 다음 공정으로 이동시키는 로봇
일반적으로 3축 형태를 많이 보이며, 내부에 장착된 컴퓨터를 통해 제어됩니다. 현장에서는 펜던트라고 불리는 제어기기로 취출로봇을 제어하며, 움직이는 방향, 속도, 작업 형태 등을 조작할 수 있습니다. 이전에는 로봇 엔지니어만 다룰 수 있는 프로그램이 동작했지만, 최근에 들어 일반 근로자도 하루의 교육만으로 취출로봇을 통제할 수 있게 되었습니다.
펜던트는 일반적으로 테블릿 pc와 비슷하지만, 현장에서 쓰이기에 내구성이 좋은 재질로 감싼 형태로 되어 있습니다. 실제로 만져보면 굉장히 튼튼하고 촉감이 맨들맨들하여 내구성이 좋다는 느낌을 바로 받을 수 있습니다. 나우지기의 NURO 시리즈도 단단하고 내구성 좋은 펜던트를 갖추고 있어 매일 보는데 바닥에 떨어트려도 작동에 전혀 문제가 없었습니다.
플라스틱 사출의 위험성?
많은 사람들이 우려하는 위험성은 산업재해입니다. 사출 후에 제품을 꺼내는 과정, 금형의 오염 및 품질을 확인하는 과정에서 사고가 일어난 사례가 많기 때문입니다. 거대한 사출기에 전원을 끄지 않고 작업하거나 산업용 로봇이 도입되지 않아 인력이 많이 투입되는 현장에서 이런 사업재해가 일어난다고 합니다. 그래서 산업용 로봇은 꼭 사출기 옆에 도입되어 산업재해를 막는것이 좋습니다.
산업용 로봇은 자동화 설비의 시작이라고 말하는분들도 많습니다. 생산과 취출 및 적재의 공정들이 모두 자동화되기 때문입니다. 최근에 구인난 및 인금상승 등으로 제조 현장 운영의 어려움을 겪고 있는분들이 많을텐데, 이런 어려움을 한번에 극복할 수 있는것이 산업용 로봇입니다. 다른 산업용 로봇인 다관절 로봇 스카라 로봇들과 함께 사용한다면 자동화 설비로 효율적인 생산 현장을 만들어낼 수 있습니다.
제조업은 국가의 기반사업이라고 불리울만큼 중요합니다. 많은 국가들이 플라스틱 사출과 자동화 설비의 시작인 산업용 로봇에 관심을 두고 있는것이 어쩌면 당연한것이 아닐까 싶습니다. 나우지기가 느끼기에 국내 제조업은 아직도 발전할 여지가 많다고 느껴집니다. 플라스틱 사출부터 완제품 공정까지 산업용 로봇이 어디에나 들어갈 수 있고, 발전할 부분도 많기 때문입니다. 감사합니다. 나우지기였습니다.
