제품의 표면처리 종류 및 방법

1. 도금 (Plating, Gilt) : 표면의 녹방지 및 외관상의 미적 요소의 목적으로 한다.

 1) 전기 도금 (Electric gilding, Electriroplating) : 동도금, 니켈 도금, 크롬 도금, 공업용(경질) 크롬 도금, 아연도금, 주석도금, 금은 도금 등

 2) 화학 도금 (Chemical Plating) : 전기가 통하지 않는 제품(플라스틱, 섬유, 목재, 종이, 석고, 도자기, 유리 등)을 화학도금액에 넣어 도금

 3) 용융 도금 (Molten Plating): 비철 금속을 녹여서 도금할 제품을 넣어 융용금속의 피막을 입히는 것

 

2. 갈바나이징 (Galvanizing) : Zinc Plating, 갈바나이징 강판은 방청강판의 일종으로 철강의 내식성을 향상하기 위해 용융 아연 욕에 담가 표면을 아연으로 도금하는 것을 말한다. 자동차의 철판은 일반적으로 알 철판이라 불리는 아연 철판(SPC)과 방청 강판으로 나뉘며 방청 강판은 크롬 니켈을 섞은 강판이나 아연 니켈을 섞은 강판을 말하며 아연을 전기 융착 시킨 강판이 바로 갈바나이징(Galvanizing) 강판이다.

냉열 철판과 갈바나이징의 내구성 차이는 엄청나다. 보통 철판인 냉연철판은 철판에 물을 뿌리고 공기 중에 노출시켜 놓으면 곧바로 녹이 슬고  도장에서 미세한 틈만 생겨도 차체가 섞어 들어가는 반면, 갈바나이징 강판은 강판에 아연을 녹여 피막을 입혀놨기 때문에 물이나 염분이 침투해도 좀처럼 부식이 진행되지 않는다. 이 때문에 강판 가격도 냉연철판에 비해 대략 10% 이상 비싼 편이다.

내구성을 따진다면 갈바나이징 강판은 10년 정도 사용해도 끄떡없으나 냉연철판은 3-5년만 사용하면 부식이 진행되는 경우가 많다.

 

3. 부식 (Corrosion) : 금형에서의 부식은 다양한 용도로 쓰이고 있는데, 일단 금형에서 부식 가공은 코어에 부식을 하려는 곳을 제외한 나머지 공간을 필름으로 붙여 막아놓고, 그 외에 부식이 필요한 공간에 약품 처리를 하여 필요한 거칠기로 가공한다.

패턴도 여러 가지가 있어 나뭇결도 있고 가죽 무늬도 있다. 부식은 보통 제품 표면에 미관상 수지 흐름 자국을 보이지 않게 하기 위하여 하기도 하고 광택이 안 나게 하는 경우도 있고 다른 제품에 본드로 붙일 때 잘 붙게 하기 위하여 할 때도 있는 등, 제품 설계자에 따라 다양하게 쓰일 수 있다. 부식의 거칠기 및 패턴은 부식 가공을 해주는 회사마다 고유의 패턴이 있을 수 있으므로, 부식 가공을 의뢰하기 전에 그 회사의 카탈로그를 잘 살펴보고 해당하는 거칠기의 넘버를 정확하게 일러 주는 게 좋다.

 

4. 분체도장 (Powder Coating) : 일반적으로 도장이라는 것이 색을 칠하는 작업이라고 하는데, 액체형 페인트를 붓을 이용하거나 스프레이처럼 분사시켜서 칠을 한다.

이것을 액체 도장이라고 한다. 그런데 분체도장은 아주 고운 가루 입자를 칠하는 면에 고르게 뿌려 놓고 열을 가하면, 녹으면서 페인트가 입혀지는 것이다. 붓을 사용하는 액체 도장은 칠한 후 면이 고르지 못하며, 스프레이를 이용한 도장은 대기 중에 미세한 페인트 성분이 날아다니므로 건강에 매우 좋지 않지만 분체도장은 바로 녹이는 방법이므로 일정하게 고르게 칠해지며, 환경적으로도 아주 깔끔하다. 그러나 분체도장은 대규모 장비가 필요하고 대량생산에 적합하여 개인적으로 장비를 갖추고 하기는 어렵다.

 

5. 버핑 (Buffing) : 직물, 가죽, 고무, 펠트 등으로 부드러운 회전 원반에 연삭 입자를 고정 또는 반고정 부착시킨 상태에서 고속 회전시키고, 여기에 공작물을 밀어붙여 아주 작은 양의 금속을 제거함으로써 가공면을 다듬질하는 가공 방법이다.

치수 정밀도는 기대하기 어렵지만, 간단한 설비로 쉽게 광택이 있는 매끈한 면을 만들 수 있어, 도금한 제품의 광택 내기 등에 주로 사용된다.

 

6. 로고 마킹 (Logo Marking) : 로고 금속 마킹이나, 플라스틱 로고 성형 마킹이라 불린다. 자동차 등에 붙는 금속 마킹의 경우, 그 단가가 매우 고가이며, 오디오나 전자제품에 붙는 마킹의 경우는 보통 플라스틱 성형 마킹이나 비철금속류의 마킹을 한다.

플라스틱의 경우는 압출성형이 아니라 사출의 방식으로, 금속, 비금속은 판을 뜨거나 깎아서 만드는데, 서버에 붙은 종류라면 플라스틱으로도 충분하게 메탈릭 표현이 가능하다. 마킹되는 로고라면 기본적으로 단도 표현이 가능해야 하고, 상, 하 공간은 물론, 적용상의 리스크가 되는 부분이 없어야 함은 당연하다.

 

7. 랩핑 (Lapping) : 경질 입자와 랩핑유를 혼합한 랩제를 랩과 공작물 사이에 넣고, 랩을 누른 상태에서 왕복 운동시켜 공작물 표현을 다듬질하는 방법이다.

랩제가 공작물 표면에서 극히 미량의 칩을 깎아내거나, 단단하고 취성이 있는 재료에서는 공장물의 미소 파쇄를 일으켜 가공하게 된다. 절삭량이 극히 작아, 전가공에서 형상, 치수 정도를 맞추어 놓은 상태에서 랩핑 가공을 적용하는 것이 일반적이다.

주로 블록 게이지나 길이 측정기의 측정면 다듬질 등, 치수 정도보다는 다듬질 면의 거칠기 개선에 사용된다.

 

8. 다이어 컷 (Dia-Cut) : 선반에 다이아몬드 바이트를 부착해 가공하는 미세한 절삭 커트 자국 광택 사상(연마)

 

9. 레이저 마킹 (Lazer Marking) : 레이저 머신으로 철판을 자르는데 쓰지만, 전압과 분출되는 질소가의 압력을 조절함으로써 절단이 되지 않고 원하는 깊이만큼 홈을 파서 각인되게 하거나, 소재의 표면을 변색시키는 방법, 가공할 표면을 부풀리는 등의 마킹 효과를 얻는다.

가공된 홈의 깊이가 0.1mm 이하가 되면 마킹이라고 하며, 레이저 가공방법은 마킹 소재에 따라 금속, 플라스틱, 나무, 실리콘, 종이, 가죽, 유리 등으로 나누어진다.

 

10. 새틴 연마 (Satin Grinding) : 속칭 사텐 시아게로 불리는 금속의 마무리 가공의 하나로, 수자로 은그릇을 닦아놓은 것 같은 고운 선이 보이는 마무리 가공법. 방향성이 있고 연마 상태가 매우 미세하다.

 

11. 샌드 블라스트 (Sand Blast) : 규사 등 모래를 분사시키거나, 고속 회전하는 임펠러로 공작물 표면에 투사하여 산화물 스케일이나 녹 등을 제거하는 방법이다.

주물 스케일 제거에 주로 사용되지만, 소재의 표면 처리나 다듬질에도 사용된다. 단, 모래가 공작물과 충돌 시 미세하게 부서지므로 절삭량이 비교적 적고, 모래 소모량이 많아지며, 미세한 모래 입자가 작업자의 건강을 해칠 수 있다는 단점이 있다. 이와 유사한 가공법으로는 블라스팅과 쇼트 피이닝이 있다.

 

12. 샌딩 (Sanding) : 샌딩은 쉽게 생각하면 돌가루 및 유리가루를 에어를 이용하여 제품의 표면에 분사시켜 제품의 포면에 가루가 맞아서 홈이 파지면서 본래의 상태 표면에 없어지고 새로운 표면이 형성되는 것을 말한다.

일반적으로 금상사나 그라스 볼 혹은 그라스비트 등을 사용한다. 최근에 개발된 샌딩 가루로는 종래의 가루가 표면에 흠집을 내고 떨어지는 반면에 개발품은 가루가 표면에 박혀있게 하는 경우도 있다. 이 경우 좋은 점은 그 가루의 입자 속에 색을 넣어 샌딩 후, 별도의 표면처리 없이 먼지만 털어내고 투명 코팅을 하면 하나의 상품이 되기도 한다. 최근에는 소재 중에 SUS볼을 개발하여 많이 사용하고 있다.

제품의 표면을 일정하게 하여 샌딩 특유의 표면 감질을 얻고 육안으로 볼 때는 고급스럽게 보인다. 압출의 형태에 헤어라인을 하기에는 어렵고 표면을 압출 형태로 그냥 두면 흠집이나 기스에 의해 안 좋은 상태일 때도 샌딩은 큰 목을 한다.

 

13. 아노다이징 (Anodizing) : 열판에 산화되는 피막 코팅을 입혀 녹과 부식을 방지

금속의 표면 처리하는 방법에는 도금과 아노다이징 공법이 있다. 모두 금속의 산화를 방지하기 위해서 사용되는 방법인데 도금은 원래 금속 표면에 다른 금속 피막을 입혀 표면을 보호하게 되는 보통 금 또는 은과 같은 귀금속 제품을 사용하다 보니 가격이 상당히 비싼 편이다. 이에 반해 아노다이징 공법은 특정 용액(황산 등)으로 금속 표면에 얇게 산화막을 형성시킨으로써 산화막으로 인해 외부의 산소와 더 이상 산화가 진행이 되지 않도록 하는 방법이다. 아노다이징 공법을 거친 제품은 보통 자동차용 소재에 많이 적용된다. 자동차는 항상 연비 문제 때문에 고심을 많이 하여 알루미늄 재질의 부품에 많이 적용하여 차체를 가볍게 하고 있는데 이러한 알루미늄 재질들은 산화가 되면 부품이 연약해져 잘 부서지는 현상들이 발생되기 때문에 아노다이징 처리를 하여 얇은 피막을 형성시킨다.

 

14. 스핀 (Spin) : 헤어라인 가공을 여러 개의 원으로 이루어진 나이테 모양으로 회전시키면서 행하는 금속표면 가공처리 방법

15. 실크스크린 인쇄 (Silk-Screen Printing): 구멍이 있는 천이나 망사를 4각의 나무나 알루미늄 틀에 단단히 고정시키고, 그 표면에 감광 유제를 도포하여 막을 형성한 후, 건조한다.

필름을 밀착시켜 빛을 조사한 후 , 분무기로 탈막하여 충분히 건조시킨 뒤 앞면(틀의 안쪽 면)에 잉크를 붓고, 스퀴지라는 고무로 뒷면을 밀어내, 피 구조물에 잉크가 묻어나게 하는 것이다. 제품 디자인 분야에서는 주로 문자 인쇄나, 양면테이프로 고정시키는 아크릴의 배면 인쇄에 사용된다.

 

16. 액체 호닝 (Liquid honing) : 고운 경질 입자와 방청제를 첨가한 물을 혼합해 압축 공기를 노즐로부터 공작물 표면에 분사하여 다듬질하는 방법이다.

무 광택의 배 껍질 모양의 면을 얻을 수 있으며, 치수 정밀도보다는 표면 상태 개선에 목적으로 사용된다.

 

17. SF 코팅 (SF Coating) : 폴리에스테르 화합물에 색을 넣어 만든 도료로써, 우레탄을 외관에 뿌려 부드러운 촉감을 느낄 수 있도록 한다. 마찰로 인한 스크래치가 잘 발생하지 않고, 지문이 잘 묻지 않으며, 표면에 광택이 없고 고무와 같은 느낌을 갖는다.

 

18. UV 코팅 (UV Coating) : UV 코팅이란 자외선 조사로 단시간에 경화되는 도료를 이용하여 피도 물을 코팅하는 방법이다.

표면이 매끈하고 광택이 나며, 일반 우레탄 도료에 비하여 경도, 내화학성, 내부식성 등이 강하다.

 

19. 우레탄 코팅 (Urethane Coating) : 미끄럼 방지를 위한 우레탄 소재로 부드러운 느낌을 주며, 열에너지를 이요하여 경화되고 UV 코팅의 단점인 투명컬러 외 현존하는 모든 컬러로 피 도면을 코팅할 수 있다.

 

20. 인렛 (Inlet) : 박아 넣기, 상감 물

 

21. 펄 (Pearl) : 진주가루같이 반짝이는 느낌의 표면처리

 

22. 하프미러 (Half-Mirror) : 하프미러는 말 그대로 '반만 거울'이라는 뜻으로 표면이 특수 코팅되어 그냥 보면 거울이지만 내부에 빛이 있으면 유리처럼 내부가 보이게 된다.

 

23. 헤어라인 (Haire Line) : 알루미늄에 머리카락 같은 선을 긋는 것으로 알루미늄 표면에 기스나 찍힘을 없애고 표면을 곱게 하기 위한 처리로 대부분의 헤어라인은 물을 사용하기에 제품에 유분이 있으면 골고루 되지 않으므로 유분 제거를 위해 계면활성제를 사용해 탈지 후 행한다.

압출 류는 탈지만 해도 되지만 판재 류는 탈지 후 알칼리 엣칭을 해서 행하면 얼룩도 생기지 않고 표면에 골고루 헤어라인이 된다.

 

[금형] 금형의 종류 ( Press Die, Injection Mold, Die Casting Mold 등)