겉과 속을 다르게 만들어주는 표면처리
표면처리는 사출, CNC, 3D프린팅 등의 방식으로 제조한 제품의 표면을 가공하는 공정을 가리킵니다. 도색처럼 원하는 제품 외관을 구현하기 위해 진행할 수도 있고 부식 방지, 내구성 강화 등 제품의 품질 관리 차원에서 진행하기도 합니다. 단 한 번의 가공으로 완성도 높은 제품을 만들어내는 것은 사실상 불가능하기 때문에 표면처리 과정은 제품의 완성도를 높이기 위한 필수 공정이라 할 수 있습니다.
온라인 제조 플랫폼 캐파(CAPA)의 제조 서비스 ‘후처리’의 명칭이 ‘표면처리’로 변경됩니다. 코팅 방식이 새롭게 추가되었고, 인쇄 방식에서는 수전사 인쇄를 선택할 수 있습니다.
제품 특성에 맞는 표면처리 방식 선택하기
온라인 제조 플랫폼 캐파(CAPA)에서 의뢰할 수 있는 표면처리의 종류는 ‘도색/도장, 도금, 아노다이징, 인쇄, 코팅’ 등 5가지입니다. 아래 설명을 참고해 각각의 표면처리 공정별로 어떤 특징이 있는지 알아보고 만들고자 하는 제품의 특성에 적합한 표면처리 방식을 선택하면 됩니다.
그러면 각각의 표면처리 공정별 특성에 대해 알아보겠습니다.
1️⃣ 도색・도장(painting)
도색 또는 도장은 제품의 겉에 색을 입히는 표면처리 기법입니다. 현장에서 두 용어가 혼용되기도 하지만 엄밀한 의미에서 다소 차이가 있습니다.
먼저 도색은 단순히 제품의 외관에 색을 칠하는 것을 말합니다. 즉, 기능적인 측면을 고려하기 보다는 단순히 미관을 위해 색을 칠하는 작업을 의미합니다.
이에 비해 도장은 방수나 부식 방지 등 제품의 기능을 향상시키기 위한 작업을 가리킵니다. 보통 이 과정에 도색 작업이 포함되기도 합니다. 부식을 막아주는 노란색 페인트를 사용해 도장 작업을 하게 되면 동시에 노란색으로 제품을 도색하는 효과를 얻게 되는 식이죠. 도장은 그 방식에 따라 다음과 같이 구분되기도 합니다.
액체 도장
액상 재료를 사용하여 도장하는 방식을 말합니다. 붓이나 롤러로 칠하는 방법도 있고 스프레이 건으로 뿌려서 칠하는 방법도 있습니다. 액체 도장은 깔끔하고 꼼꼼한 도색이 가능하다는 장점이 있으나 액체 특성상 흘러내리기 쉬워 전문적인 스킬이 필요합니다.
분체 도장
분말 재료를 사용하여 도장하는 방식을 말합니다. 제품 표면에 분말 형태의 재료를 분사하여 코팅하는 작업으로 내식성과 내마모성이 우수합니다. 독성이 없고 인화성이 낮으며 비교적 오래 지속되어 경제적입니다. 단, 분말을 혼합하여 새로운 색상을 만들 수는 없습니다.
2️⃣ 도금(plating)
도금은 성형된 제품의 표면 위에 얇은 금속층을 덧씌우는 공정입니다. 흔히 금속으로 ‘코팅’한다고 생각하면 쉽습니다. 일반적으로 금속 제품의 표면 위에 사용되지만 일부 플라스틱 판이나 세라믹 부품에도 적용이 가능합니다. 다만 도금 과정에서 제품에 열이 가해지면 제품 본체가 손상될 위험이 있습니다. 제품 특성에 따라 과연 도금에 적합한 제품인지 먼저 따져볼 필요가 있습니다.
도금은 어떤 원료를 사용하느냐에 따라 공정이 세분화되어 있습니다. 캐파에서 의뢰할 수 있는 세부 가공방식은 다음과 같습니다. 세부 가공방식 선택 화면에 나와있는 사진을 참고해 원하는 도금의 종류를 선택하면 됩니다.
- 금・은 도금
- 구리(동) 도금
- 전기 아연 도금
- 크롬 도금
- 용융 아연 도금
- 아연-니켈 도금
- 니켈 도금
- 주석 도금
- 매그니 도금
- 테프론 & 자일란 코팅
- 지오매트
- 다크로
여전히 어떤 도금 방식이 적합한지 결정하기 어렵다면 캐파 파트너(제조업체)와 상담을 진행한 뒤 최종 표면처리 방식을 선택하면 됩니다.
도금의 세부 방식을 선택한 다음에는 ‘마감’의 종류를 선택할 수 있습니다. 무광, 반광, 유광, 반투명, 투명무광, 투명유광, 고광택(하이그로시) 중 하나를 선택할 수 있습니다. 다만, 도금의 세부 방식에 따라 선택 가능한 표면 마감의 종류가 달라질 수 있습니다.
만약 도금 두께 등 구체적인 요청 사항이 있다면 ‘상세 요청사항’에 적어주면 됩니다. 요청 사항이 자세하고 정확할수록 파트너(제조업체)로부터 정확한 답변을 받을 확률이 높아집니다.
3️⃣ 아노다이징(anodizing)
아노다이징은 보통 알루미늄 제품의 표면에 전기화학적 처리를 통해 부식 방지층을 만드는 일종의 도금 기술입니다. 알루미늄에 특화된 기술이지만 일부 티타늄 제품처럼 특정 조건 하에서 알루미늄 이외의 제품 표면에도 적용할 수 있습니다.
아노다이징은 다음과 같은 원리로 작동합니다. 먼저 제품을 산성 전해질 욕조에 담그고 전류에 노출시킵니다. 이때 양극에서 발생하는 산소로 인해 금속 표면이 산화되면서 표면에 강한 밀착력을 가진 산화피막이 형성됩니다. 양극에서 발생하는 산소에 의해 피막이 형성되기 때문에 ‘양극 산화법’이라고도 부릅니다. 아노다이징은 기계 부품, 항공기 및 자동차 부품, 정밀 기기 등에 일반적으로 사용되는 후처리 공정입니다.
아노다이징의 표면 마감은 무광, 유광, 반광 중 선택이 가능합니다. 정확한 컬러 혹은 컬러도수를 원할 경우 선택사항에 입력할 수 있습니다.
장점
- 내식성과 내마모성이 우수합니다.
- 색이 바랠 가능성이 없습니다.
- 쉽게 제거되지 않습니다(일반적인 접촉으로 인해 산화층이 벗겨지는 경우가 거의 없음).
- UV(자외선)가 차단됩니다.
단점
- 적용 가능한 재료의 범위가 제한적입니다.
- 스테인레스 스틸에는 적용할 수 없습니다.
- 공정의 일관성을 유지하기가 비교적 어렵습니다.
4️⃣ 인쇄(printing)
인쇄는 제품의 표면에 글자나 그림 등을 새기는 후처리 공정입니다. 인쇄하는 방식에 따라 크게 4가지(실크 인쇄, 평판 인쇄, 레이저 인쇄, 레이저 각인)로 구분됩니다. 인쇄 역시 제품의 특성을 고려해 가장 적합한 방식을 선택하는 것이 중요합니다.
실크 인쇄
조직이 매우 섬세한 실크 섬유의 스크린 판에 잉크를 투과하고 밀대로 밀어내 잉크가 묻어나게 하는 방식입니다. 색이 강하고 선명하게 보이는 특징이 있어 휴대폰, 가전 등 전반적인 일상 제품에 이용됩니다. 딱딱한 소재는 물론 유연한 소재에도 적용할 수 있습니다.
특히 인쇄할 때 가해지는 압력이 적어 유리와 같이 깨지기 쉬운 성질의 표면에도 인쇄가 가능합니다.
평판 인쇄
평판 인쇄는 요철이 없는 평평한 판을 이용하는 인쇄 방식입니다. 오프셋(Offset) 인쇄라고도 부릅니다. 물과 기름이 반발하는 원리를 바탕으로 인쇄가 되는 영역은 유성으로, 인쇄가 되지 않는 영역은 수성으로 처리합니다. 실크 인쇄보다 고품질, 고정밀의 다색(多色) 인쇄가 필요할 때 적합합니다.
레이저 인쇄
레이저판 위에 제품을 올려놓고 레이저를 쏘아 표면을 살짝 벗겨내는 방식입니다. 가장 깔끔하고 내구성이 좋은 인쇄 방식으로 금속, 나무, 플라스틱(일부), 유리, 가죽 등에 쓰입니다.
다만, 레이저 인쇄는 원하는 색상을 구현하기가 어렵다는 것이 단점입니다. 제품의 표면을 벗겨내기 때문에 제품 내부 색상이 드러날 수 있고, 제품의 소재에 따라 표면이 고온의 레이저에 녹아내리면서 색상이 변할 수도 있습니다.
레이저 각인
레이저 각인은 인쇄하고자 하는 영역을 레이저로 각인한 상태에서 패여있느 공간에 잉크를 채워 넣는 인쇄법입니다. 레이저를 쏘면 표면이 녹아내리면서 음각을 형성하게 되는데, 이 부분에 잉크를 넣는 것입니다. 레이저광을 쏘는 횟수를 늘리면 절삭량 또한 높아지면서 더 깊게 각인할 수 있습니다.
수전사 인쇄
수압전사라고도 부르는 수전사 인쇄는 열이나 압력을 이용해 특정 부분을 도드라지게 만드는 표면처리 기술입니다. 주로 금속 부품의 표면을 보호하거나 입체적인 효과를 주어 미관을 향상시키는 데 사용됩니다.
5️⃣ 코팅(coating)
코팅은 제품 표면을 외부로부터 보호하는 역할을 해주는 기술입니다. 예를 들어, 방수 코팅은 종이나 판지를 물로부터 보호하고 부식 방지 코팅은 금속 표면을 산화로부터 보호합니다.
금속, 플라스틱 등 다양한 소재에 적용할 수 있어 매우 유용하게 적용됩니다. 단, 표면에 가해진 충격의 정도에 따라 코팅이 손상될 수 있으므로 제품이 주로 사용되는 환경과 변수를 고려해 적절한 코팅 방식을 선택해야 합니다. 캐파에서 요청할 수 있는 코팅 세부 가공방식은 코팅에 사용되는 재료에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
- SF 코팅
- UV 코팅
- 우레탄 코팅
- 테프론 코팅
- 불소수지 코팅
- 나일론 코팅
- 세라믹 코팅
- 몰리브덴 코팅
- 바이오 코팅