코팅 장비는 현대 산업 생산 시스템에 없어서는 안 될 중요한 부분입니다. 자동차, 가전제품, 하드웨어, 조선, 엔지니어링 기계, 가구, 철도 운송 등 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 코팅 장비의 핵심 기능은 작업물 표면에 코팅을 균일하게 도포하여 보호성, 심미성, 기능성 코팅을 형성하는 것입니다. 코팅 공정은 기류, 액체, 분말, 화학 반응, 고온 건조, 부식성 물질 등 복잡한 작업 조건을 필요로 하므로, 코팅 장비 제조에 사용되는 재료는 성능이 우수하고 장기적인 안정적인 작동, 고품질 코팅, 그리고 운영 안전성을 보장할 수 있도록 적응성이 뛰어나야 합니다.
코팅 장비의 합리적인 재료 선정을 위해서는 엔지니어가 다양한 재료의 성능 특성을 충분히 이해하고 장비의 작동 환경, 공정 요건, 그리고 경제 원리를 바탕으로 종합적인 판단을 내려야 합니다. 코팅 생산 라인 제조업체는 코팅 장비의 기능적 구조를 기반으로 공통 구성품의 하중 및 재료 소요량을 분석하고, 코팅 장비에 다양한 재료의 적용 가능성과 장단점을 분석하며, 재료 선정을 위한 종합적인 전략과 개발 동향을 제시해야 합니다.
I. 코팅 장비의 기본 구조 및 주요 구성 요소
코팅 장비는 일반적으로 전처리 시스템, 코팅 공급 시스템, 분무 장치, 컨베이어 시스템, 건조 장비, 회수 시스템, 환기 및 배기 시스템, 그리고 제어 시스템으로 구성됩니다. 구조가 복잡하고 작동 환경이 다양합니다. 각 시스템은 서로 다른 기능을 수행하며, 필요한 재료도 서로 다릅니다.
전처리 시스템에는 고온, 고습, 강력한 부식성 화학 물질이 사용됩니다.
분무 시스템에는 고속 공기 흐름, 고전압 정전기 및 전기 방전 위험이 있습니다.
컨베이어 시스템은 작업물의 무게를 지탱해야 하며 장시간 작동해야 합니다.
건조 장비에는 고온 가열 및 열팽창 문제가 있습니다.
환기 시스템에는 부식 방지 및 노화 방지 기능이 있는 파이프와 팬 구조가 필요합니다.
폐가스 처리 및 코팅 회수 시스템은 가연성, 폭발성 또는 부식성이 높은 가스와 먼지를 처리해야 합니다.
따라서 재료 선택은 모든 기능에 맞는 단일 접근 방식이 아닌 각 기능 영역의 특정 작업 조건에 맞춰야 합니다.
II. 코팅 장비의 재료 선택을 위한 기본 원칙
다양한 부품에 대한 재료를 선택할 때 다음과 같은 기본 원칙을 따라야 합니다.
1.부식 저항성 우선시
코팅 공정에는 산성 및 알칼리성 용액, 유기 용매, 코팅제, 세척제와 같은 부식성 매체가 자주 사용되므로 재료는 녹, 천공, 구조적 저하를 방지하기 위해 뛰어난 내화학성을 가져야 합니다.
2.고온 저항성 또는 열 안정성
고온 건조실이나 소결로에서 작동하는 부품은 온도 변화와 열 충격에 대처하기 위해 고온 강도, 우수한 열팽창 계수 일치성, 열 노화 저항성을 가져야 합니다.
3.기계적 강도 및 강성
구조적 베어링 부품, 리프팅 시스템, 트랙 및 컨베이어는 변형 없이 안정적으로 작동할 수 있도록 충분한 강도와 피로 저항성을 가져야 합니다.
4.매끄러운 표면과 쉬운 세척
코팅 장비는 코팅, 먼지 및 기타 오염 물질로 인해 오염되기 쉽기 때문에 재료는 매끄러운 표면, 우수한 접착력, 쉬운 세척 특성을 갖춰 유지관리가 용이해야 합니다.
5.가공성 및 조립성이 우수함
재료는 절단, 용접, 굽힘, 스탬핑 또는 기타 기계적 가공이 용이해야 하며, 복잡한 장비 구조의 제조 및 조립에 적합해야 합니다.
6.내마모성 및 수명
자주 작동하거나 마찰 접촉이 있는 부품은 서비스 수명을 연장하고 유지 관리 빈도를 줄이기 위해 내마모성이 우수해야 합니다.
7.전기 절연 또는 전도도 요구 사항
정전기 분무 장비의 경우 재료는 우수한 전기 절연 특성을 가져야 하며, 접지 보호 장치의 경우 우수한 전기 전도성을 가진 재료가 필요합니다.
III. 코팅 장비 핵심 부품의 소재 선정 분석
1. 전처리 시스템(탈지, 녹 제거, 인산염 처리 등)
전처리 시스템은 고온의 산성 또는 알칼리성 액체를 이용하여 가공물 표면을 화학적으로 처리하는 경우가 많습니다. 이러한 환경은 부식성이 매우 강하므로 재료 선택이 특히 중요합니다.
재료 추천:
스테인리스 스틸 304/316: 일반적으로 탱크와 파이프의 인산염 처리 및 탈지에 사용되며, 산과 알칼리에 대한 저항성이 우수하고 내식성이 뛰어납니다.
플라스틱 라이닝 강판(PP, PVC, PE 등): 고산성 환경에 적합하며, 비교적 저렴한 비용과 뛰어난 내식성을 자랑합니다. 티타늄 합금 또는 FRP: 고부식성 및 고온 환경에서 우수한 성능을 발휘하지만, 비용이 더 많이 듭니다.
2. 분무 시스템(자동 분무 건, 분무 부스)
분무 장비의 핵심은 코팅을 분무하고, 흐름을 제어하고, 페인트 축적과 정전기 방전 위험을 방지하는 것입니다.
재료 추천:
알루미늄 합금 또는 스테인리스 스틸: 스프레이 건 하우징과 내부 채널에 사용되며, 우수한 내식성과 가벼운 특성을 제공합니다.
엔지니어링 플라스틱(예: POM, PTFE): 페인트 뭉침 및 막힘을 방지하기 위해 유동 부품 코팅에 사용됩니다. 정전기 방지 복합 소재: 스프레이 부스 벽에 사용되어 스파크 및 폭발로 이어질 수 있는 정전기 축적을 방지합니다.
3. 컨베이어 시스템(트랙, 행잉 시스템, 체인) 코팅 라인에서는 종종 체인 컨베이어나 접지 롤러 컨베이어를 사용하는데, 이는 무거운 하중을 견디고 장시간 작동합니다.
재료 추천:
합금강 또는 열처리강: 강도가 높고 내마모성이 우수하여 스프로킷, 체인, 트랙에 사용됩니다.
저합금 내마모성 강철: 회전 트랙이나 경사 구간 등 마모가 심한 곳에 적합합니다.
고강도 엔지니어링 플라스틱 슬라이더: 마찰 감소 및 완충 시스템에 사용되어 소음을 줄이고 원활한 작동을 향상시킵니다.
4. 건조 장비(열풍로, 건조 상자) 건조 구역은 150°C~300°C 또는 그 이상의 온도 범위에서 연속 작업이 필요하며, 금속의 열 안정성에 대한 요구 사항이 높습니다.
재료 권장 사항: 내열 스테인리스 스틸(예: 310S):
변형이나 산화 없이 고온을 견딜 수 있습니다.
탄소강 + 고온 코팅: 중저온 건조 터널에 적합하며 비용 효율적이지만 수명이 약간 짧습니다.
내화 섬유 단열층: 열 손실을 줄이고 에너지 효율을 개선하기 위해 내부 벽의 단열에 사용됩니다.
5.환기 및 배기 시스템
공기 흐름을 제어하고, 독성 및 유해 물질의 확산을 방지하고, 깨끗한 작업장과 작업자의 안전을 보장하는 데 사용됩니다.
재료 추천:
PVC 또는 PP 덕트: 산성 및 알칼리성 가스 부식에 강하며 일반적으로 산성 안개 및 알칼리성 안개 배출에 사용됩니다.
스테인리스 스틸 덕트: 고온 가스나 페인트 용제가 함유된 가스를 운반하는 데 사용됩니다.
유리 섬유 팬 임펠러: 가볍고, 부식에 강하며, 화학 코팅 환경에 적합합니다.
6. 회수 및 폐가스 처리 장치
분말 코팅 및 용제 기반 코팅 공정 중에는 먼지와 휘발성 유기 화합물(VOC)이 발생하므로 회수 및 정제가 필요합니다.
재료 추천:
스프레이 코팅 + 부식 방지 코팅 탄소강: 회수통 및 먼지 제거실에 사용되며 비용 효율적입니다. 스테인리스 스틸 필터 쉘: 용매 농도가 높고 유기 부식이 심한 환경에 적합합니다.
활성탄통 및 촉매 연소 장치: 고온 반응이 수반되며 고온에 강한 금속이나 세라믹이 필요합니다.
IV. 재료 선정 시 환경 및 안전 요소
코팅 작업장은 종종 다음과 같은 위험에 직면합니다.
유기 용매의 가연성 및 폭발성: 재료는 정전기 방지 및 방염 특성을 가져야 하며, 접지 연결이 확실해야 합니다.
먼지 폭발 위험: 특히 밀폐된 공간에서는 먼지가 쌓이거나 발화하기 쉬운 재료를 피하세요.
엄격한 VOC 배출 관리: 재료 선택 시 환경적 지속 가능성을 고려하고 2차 오염을 피해야 합니다.
습도가 높거나 부식성 가스가 있는 경우: 산화 방지, 부식 방지 및 내후성 재료를 사용하여 장비 유지 관리 빈도를 줄이세요.
코팅 생산 라인 제조업체는 설계 시 재료 선택, 구조 설계, 안전 기준, 운영 조건을 모두 고려하여 잦은 교체와 안전 위험을 피해야 합니다.
V. 재료 선택 시 경제성 및 유지 관리 고려 사항
코팅 장비 제조 시 모든 부품에 고가의 고성능 소재가 필요한 것은 아닙니다. 합리적인 소재 구배 구성은 비용 관리와 성능 보장의 핵심입니다.
비중요한 구역에서는 비용 효율적인 탄소강이나 일반 플라스틱을 선택할 수 있습니다.
부식성이 높거나 고온인 지역에서는 신뢰할 수 있는 내식성과 고온성을 갖춘 재료를 사용해야 합니다.
자주 마모되는 부품의 경우, 교체 가능한 내마모성 부품을 사용하여 유지 관리 효율성을 높일 수 있습니다.
표면 처리 기술(분무, 부식 방지 코팅, 전기 도금, 산화 등)은 일반 소재의 성능을 크게 향상시키고 값비싼 원자재를 대체할 수 있습니다.
VI. 미래 발전 동향 및 소재 혁신 방향
산업 자동화, 환경 규제, 지속 가능한 제조의 발전으로 코팅 장비의 재료 선택은 새로운 과제에 직면하게 되었습니다.
녹색 및 환경 친화적인 재료
새로운 저VOC 배출, 재활용 가능, 무독성 금속 및 비금속이 주류가 될 것입니다.
고성능 복합 재료
유리 섬유 강화 플라스틱, 탄소 섬유 복합재 등을 사용하면 경량화, 내식성, 구조적 강도가 상승적으로 향상됩니다.
스마트 소재 응용 분야
“스마트 소재”온도 감지, 전기 유도, 자체 수리 기능이 코팅 장비에 점진적으로 적용되어 자동화 수준과 오류 예측 기능이 향상될 것입니다.
코팅 기술 및 표면 엔지니어링 최적화
레이저 클래딩, 플라즈마 분무 및 기타 기술은 일반 재료의 표면 성능을 향상시켜 재료 비용을 줄이는 동시에 서비스 수명을 연장합니다.
게시 시간: 2025년 9월 15일
