저희 바로발주 매거진에서는 이전에도 알루미늄을 주제로 한 글을 몇 번 소개해드린 적이 있습니다.
하지만 알루미늄이 워낙 제조업에서 광범위하게 많은 부분에서 쓰이고, 바로발주에도 알루미늄을 소재로 제품을 제작하는 의뢰가 자주 들어오고 있습니다.
그래서 오늘은 알루미늄과 관련된 한 현상에 집중적으로 탐구해보려고 합니다. 오늘의 주제는 제품에 다채로움을 더해주는 아노다이징입니다!
아노다이징이란?
여러분은 아노다이징이라고 하면 뭐가 떠오르시나요? 용어 자체는 생소하지만, 아노다이징을 통해 제작된 제품 중 우리에게 익숙한 것이 있습니다. 바로 위 그림에 보이시는 양은 도시락입니다. 나이가 좀 있으신 분들은 익숙하실 거고, 나이가 어리신 분들도 한 번쯤은 보신 적이 있을 겁니다. 은색으로 된 통이 별다른 처리를 하지 않은 제품이라면, 금색으로 된 통이 바로 아노다이징을 통해 색을 입힌 제품입니다. 이처럼 꽤 오래전부터 사용되고 있는 아노다이징은 양극이라는 뜻의 anode와, 산화라는 뜻의 oxidizing이 결합한 단어입니다. 용어의 기원이 화학 분야인 만큼, 알루미늄에만 국한되지 않고 마그네슘, 아연, 티타늄에도 적용할 수 있습니다.
제조업에서의 아노다이징
더 구체적으로 제조업적 관점에서 아노다이징은 알루미늄 표면을 산화하여, 금속의 피막을 만드는 일에 쓰이는 기술입니다. 이 기술을 통해 다음과 같이 제품의 성질과 외관을 변화시킬 수 있습니다.
- 제품의 내식성을 향상시키기
- 제품의 내마모성을 향상시키기
- 매끄럽지 않은 표면에 균일하게 피막 형성하기
- 봉공 시 발생하는 크랙 억제하기
- 제품 표면에 원하는 색상 입히기
물론 합금원소를 첨가하거나, 캐소드 방식을 사용하거나, 도장을 하는 방법도 가능합니다. 하지만 아노다이징이 비용이 저렴하고 강도와 내식성을 동시에 개선할 수 있기 때문에 산업적으로 널리 활용되고 있습니다.
화학에서의 아노다이징
화학적 관점에서 아노다이징은 금속을 알루미늄 전해액에 넣어서 양극을 걸고, 전기 화학적 방법에 따라 산화알루미늄으로 변화시키는 과정입니다. 이는 금속에 음극을 걸어서 금속을 변화시키는 도금과 차이가 있습니다. 아노다이징을 거쳐 피막이 형성되면 제품이 녹이 슬지 않습니다. 그래서 제조업이나 인테리어 업계에서는 알루미늄 제품에 아노다이징을 후처리 형식으로 처리하는 경우가 많이 있습니다.
아노다이징의 활용법
아까 잠깐 언급했다시피, 아노다이징을 통해 제품의 성질을 변화시키는 일 말고도 표면에 색상을 입힐 수도 있습니다. 위 그림처럼 제품에 색상을 입힘으로써 디자인적 측면에서 화려함을 더할 수 있고, 제품의 가치를 올릴 수 있습니다. 착색법으로는 다음과 같은 방법이 있습니다.
- 유기염료법: 염색법에 따라 착색하여 다양한 색깔을 구현할 수 있는 기법
- 전해발색법: 알루미늄합금에 있는 금속간화합물이 아노다이징시 용해되지 않고 피막 내에 남아서 색깔을 내는 기법. 그 특성상 알루미늄합금의 종류에 따라서 다른 색상을 띰
아노다이징을 할 때 주의할 점
이렇게 다양한 장점이 있는 아노다이징이지만, 효과를 제대로 보기 위해서는 몇 가지 주의사항이 있습니다. 첫 번째로, 알루미늄을 사용하고 발생한 표면의 압연유나 이형제와 같은 이물질과 산화막을 제거해야 합니다. 이 과정을 거치지 않으면 표면처리를 할 때 피막이 균일하지 않게 형성되어 피막의 밀착성이 저하됩니다. 두 번째로, 순수 알루미늄보다 아노다이징 처리를 거친 알루미늄은 전기 전도성이 떨어지기 때문에 그 점을 고려해야 합니다. 세 번째로, 주로 인테리어 용도로 사용하기 위해 쓰이는 아노다이징의 특성상 어쩔 수 없이 제작단가가 높습니다.
아노다이징의 미래
사실 아노다이징을 통해 다양한 색깔을 구현할 수 있다고는 했지만, 정작 수요가 가장 높은 백색은 아노다이징을 통해 구현할 수가 없었습니다. 아노다이징을 위해서는, 산화 과정을 통해 금속 표면에 생긴 기공에 염료를 넣어 함침시켜야 합니다. 그런데 백색 염료는 기공보다 분자의 크기가 커서 들어갈 수 없습니다. 그래서 백색 알루미늄 제품을 구현하기 위해서는, 별도로 도색이라는 귀찮으면서 비용이 추가되는 작업을 거쳐야 했습니다.
그런데 자랑스럽게도 한국에서 세계 최초로 화이트 아노다이징을 구현하는 일에 성공한 사례가 있습니다. 2021년 한 기업에서 한국재료연구원과 7년여의 연구 끝에, 화이트 아노다이징에 성공하여 상용화 개발까지 마쳤다고 합니다. 이 기술이 대단한 이유는 그동안 국내뿐만 아니라 일본, 독일 등 해외에서도 수없이 많은 도전을 했지만 실패했기 때문입니다.
자동차, 가전, IT 등 다양한 산업에서 화이트 색상에 대한 선호도가 20%를 넘어가고 있는 만큼, 이 기술의 개발은 제품 경쟁력을 올리는 차원에서 큰 의미가 있습니다. 화이트 아노다이징을 적용하면 아까 언급한 별도의 도색 작업을 생략할 수 있습니다. 그러므로 비용을 30% 정도 감축할 수 있고 기간은 50% 정도 단축할 수 있습니다. 이 기업은 2022년 국내에 기술 양산을 마쳤고, 앞으로도 베트남, 중국, 미국, 독일 순으로 진출할 계획이라고 합니다. 더 자세히 알고 싶으신 분들을 위해 링크 첨부합니다.
오늘은 대중적으로 많이 쓰이는 알루미늄의 공정 중 하나인 아노다이징에 대해 알아봤습니다.
이 글이 바로발주에 알루미늄 제품을 의뢰하실 때 도움이 되어, 더 훌륭한 제품을 만드는 일에 이바지했으면 좋겠습니다.
오늘도 저희 바로발주에 방문해주시고 글 읽어주셔서 진심으로 감사드립니다!
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