자동차 도어용 힌지의 전도성: 적인가? 동지인가?
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자동차 도어용 힌지의 전도성: 적인가? 동지인가?
  • 김종율 기자
  • 승인 2020.02.05 08:45
  • 댓글 0
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글/ 알프레드 J. 레스브리지(Alfred J. Lethbridge) PhD

새 차를 구입할 때 외관에 결함이 없는지를 살펴본다는 것은 기본이다. 그래서 자동차 제조사들은 공장에서 자동차가 출고될 때 도장 마감의 품질을 중요하게 여긴다.

오늘날 업계에서는 균일하고 효율적인 도장을 위해 전착 도장(e-페인팅)을 선호한다. 페인트는 금속 작업물을 통과하는 전기 전류에 의해 자동차의 표면에 접착되는 게 일반적이다. 그러나 문제는 전류가 도달할 수 없는 부위는 도장되지 못한다는 사실이다.

자료에 따르면 제조사 입장에서는 도장 작업을 할 때 차체와 도어를 개별적으로 도장하기보다 이들을 조립한 후, 전체 자동차 부품을 한 번에 도장하는 것이 훨씬 효율적이다. 이렇게 하려면 전류가 힌지 베어링을 포함하여 도어 힌지를 모두 통과해야 하는데, 그림 1에서 보는 바와 같이 한 번에 도장을 했을 때 힌지의 조립 상태에 따라 페인팅 품질은 크게 달라진다.

그림 1: 자동차 사이드 도어의 스테핑 힌지의 예

때문에 업계에서는 전도성 힌지를 사용하는 것이 일반적이다. 하지만, 힌지 베어링의 표면 전체에 전기를 통하게 할 경우 페인트는 힌지 사이의 전체 표면을 덮어 두 개의 부품 사이에 페인트가 고착되는 현상을 초래한다. 도장 후 힌지를 움직이면 고착된 페인트가 떨어지면서 도장된 표면이 벗겨져 부식 위험이 증가하게 된다(그림 2).

또한, 떨어져 나간 페인트 조각은 차체에 붙을 수 있고, 이는 다시 코팅 작업에서 도장 결함을 유발한다. 이렇게 되면 최악의 경우, 도장 작업을 다시 해야 한다.

그림 2: 왼쪽 – 완전히 전도가 가능한 베어링을 사용하여 도장된 힌지.
중간: 힌지를 처음 움직일 때 고착된 페인트가 떨어져 나간 부분의 이미지. 페인트 조각은 나중의 코팅 단계에서 결함을 유발.
오른쪽: 페인트 조각이 떨어져 나간 곳인 금속 하우징은 부식의 위험이 높아짐.

작은 변화가 큰 변화를 만든다
이 문제를 피하려면 타협이 필요하다. 모든 부품을 코팅하기 위해서는 베어링이 전도체여야 하지만 베어링 작동부에는 전도성이 없어야 한다. 한 가지 해결책은 비 전도성 표면으로부터 돌출된 노치를 적용하는 것. 이 비 전도성 표면은 힌지 사이의 인터페이스에 페인트가 엉겨붙는 현상을 방지한다. 이 노치는 금속 지지층을 노출시킴으로써, 코팅을 해야 하는 모든 결합 부품에 필요한 전도성을 허용한다.

다음 예는 실제 작업에서 이것이 어떻게 적용되는지를 보여주고 있다. Saint-Gobain의 NORGLIDE 베어링 솔루션은 필터 소재를 통해 전도성을 조정할 수 있는 PTFE 층으로 구성되어 있다. e-페인트 솔루션을 위해 이 층들은 금속 지지층을 노출시켜 전류가 통과할 수 있게 하는 몇 개의 노치(그림 3에 표시)만 제외하고 절연이 되도록 되어 있다.

그림 3: 절연된 PTFE층과 전도성 노치가 있는 NORGLIDE 베어링의 예. 모든 결합 부품이 도장되도록 한다

그 결과 베어링이 코팅해야 하는 모든 표면에 전도성을 제공하지만, 결합 부품 인터페이스는 절연시켜 페인트가 엉겨붙는 결함을 없애준다(그림 4). 베어링 전체 표면에 전도성을 제공하는 제품보다 이 솔루션을 사용하면 도장 잔해물을 최대 75%까지 줄일 수 있다.

그림 4: 왼쪽: 완전한 전도성 베어링을 사용함에 따른 도장 손상. 오른쪽: 노치가 있는 NORGLIDE 베어링을 사용하여 달성한 깨끗하고 손상이 없는 도장 작업

 



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