(주)유비덤 정하문 연구소장(사진. 여기에)
 

사출 현장을 고도화하는 ‘사출 관리 시스템’
사출성형 스마트팩토리 전문 기업 (주)유비덤(이하 유비덤)이 비숙련공도 원활하게 사출기를 동작시킬 수 있도록 지원하는 사출 관리 시스템 기술을 개발했다. 특허를 획득한 이 기술은 사출기를 통해 생산된 사출품이 균일한 품질로 생산될 수 있도록 지정된 시기에 초품, 중품, 종품을 각각 검사할 수 있도록 하는 한편 검사 확인 시 축적된 측정값과 사출데이터를 토대로 최적의 사출 조건값을 제시함으로써 비숙련공도 손쉽게 사출기를 운용할 수 있도록 하는 사출성형 스마트팩토리 기술의 하나이다. 

일반적인 사출기의 원리를 살펴보면, 호퍼에 주입된 입자 형상 또는 펠릿 형상의 수지가 가열실린더에 의해 용융되고, 이 용융된 수지가 회전하는 스크류에 의해 전방으로 이동하게 되며, 가열실린더의 선단에 구비된 노즐을 통해 용융된 수지가 금형 내부로 주입되면서 캐비티 충전 시 소정의 냉각 과정을 거쳐 사출품을 생산할 수 있도록 구성된다. 

이 같은 과정을 거치는 사출품은 온도, 압력, 습도가 제품의 품질에 큰 영향을 끼친다. 가령 수지의 온도가 낮으면 용융된 수지가 원활하게 공급되지 않아 게이트가 막히거나, 혹은 캐비티 내부의 압력 변화로 치수 불균형을 초래해 불량품을 생산할 수 있고, 반대로 수지의 온도가 높으면 몰드의 캐비티가 뜨거워지면서 냉각수의 온도를 증가시켜 불완전한 냉각으로 사출품의 변형을 초래할 수 있다. 또한 압력이 낮아지면 스크류의 배아 및 사출 속도의 하락으로 금형 안쪽으로 수지가 완충되지 않아 미성형되고, 반대로 압력이 높으면 금형이 손상되거나 금형이 열려 불량품을 생산하게 된다. 더불어 습도가 높으면 온도가 낮아질 뿐만 아니라 수지의 속성이 변화하면서 사출품의 품질에 악영향을 끼친다. 

해당 기술을 발명한 유비덤 기술연구소의 정하문 연구소장은 “이 같은 이유로 초기에 사출기를 가동시켜 사출품을 생산할 때에는 온도와 압력, 습도 등이 일정 궤도 이상으로 올라오지 않아 불량품이 발생할 수밖에 없다. 특히 주변 환경의 변화로 사출기의 온도, 압력, 습도 등의 조건이 변화하면서 사출품에 영향을 끼쳐 불량품을 생산할 수밖에 없기 때문에 작업자는 처음 사출기를 가동할 때, 그리고 작업 중 틈틈이 제품의 외관 및 치수 변형 등을 검사함으로써 사출품이 정상적으로 성형됐는지 검사 확인해야만 한다.”라며 “그러나 숙련공이 하던 일을 멈추고 작업 중간에 사출품의 치수와 외관을 검사하는 것은 대단히 번거로울 뿐더러 작업의 혼선을 초래하는 경우가 많다.”라고 설명했다. 또한 그는 “현장에서 간혹 초품 검사를 잊거나 혹은 작업 틈틈이 실시하는 중품 검사와 종품 검사를 간과함으로써 제때 검사를 못해 불량품 발생을 초래하는 경우가 있다. 또한 적기에 검사를 진행해 불량품을 발견해도 사출기의 캐비티 온도나 냉각수 온도, 혹은 건조 온도나 습도 등을 변형시키거나 조정하는 것은 소재의 특성과 사출기에 대한 전반적인 지식과 경험을 가진 숙련공만이 가능하기 때문에 초보자가 사출기에 쉽게 접근해 제어하기에는 곤란한 점이 많았다.”라며 해당 기술을 개발한 배경을 밝혔다. 

 

(주)유비덤이 사출 관리 시스템 특허를 획득했다. (사진. 유비덤)

 

사출 양품을 균일하게 생산 
유비덤이 사출 관리 시스템 특허기술은 사출성형 시 제 시간에 초품, 중품, 종품 검사를 진행함으로써 균일한 품질의 양품을 생산할 수 있게 관리해주는 것을 목적으로 하며, 이 과정에서 축적된 정보를 활용해 최적의 사출 조건값을 제시함으로써 숙련공의 힘을 빌리지 않고도 원활하게 사출기를 운용할 수 있도록 한다. 

해당 기술은 금형 내부로 용융된 수지를 주입해 사출품을 성형하는 사출기와 온도, 압력, 습도를 설정하고 지정된 설정값에 맞게 사출기는 동작시키는 컨트롤러, 그리고 사출기 동작 시 피드백 서버를 통해 초품, 중품, 종품의 검사 시기 및 각 검사 시기에 사출품의 검사 여부를 확인할 수 있도록 알려주는 스마트 경광등을 포함한다. 또한 유비덤의 사출 관리 시스템에서는 스마트 경광등의 초품, 중품, 종품 검사 시기를 안내 받아 사출품의 중량값과 치수값을 측정할 수 있는 측정기와, 측정기를 통해 측정 완료된 사출품을 수납하는 수거함 및 측정값을 입력받아 저장하는 한편 측정값과 사출품의 검사 결과를 피드백 서버로 전송하는 검사 단말기도 포괄하고 있다. 

정하문 연구소장은 “유비덤의 사출 관리 시스템은 검사 단말기를 통해 전송된 측정값과 컨트롤러 혹은 사출기의 센서들을 통해 수집된 사출 데이터를 데이터베이스화하는 한편 균일한 품질로 생산 관리될 수 있도록 초품, 중품, 종품의 각 검사 시기에 맞춰 스마트 경광등을 동작시켜 작업자에게 사출품을 검사하도록 지시하는 피드백 서버를 포함해 이뤄진다.”라고 전하는 한편 “이 같은 과정을 통해 현장 내 누구나 사출품 성형 시 지정된 시기에 초품, 중품, 종품의 검사 시기를 안내받아 검사 확인을 하면서 균일한 품질의 사출품을 생산할 수 있다. 더불어 수집된 사출 데이터와 검사 확인 시 축적된 측정값을 분석해 최적의 사출 조건값을 제시함으로써 비숙련공도 쉽게 사출기에 접근해 범용성 있게 동작시킬 수 있다.”라고 강조했다.