초음파 용착기, 열용착기, 디지털 기반의 초음파 발진기 등을 시장에 지속 제시하고 있는 코보닉스가 최근 초음파 용착에 최적화된 e시리즈 초음파 발진기와 혼 주파수 측정기 스나이퍼를 출시하며, 고객 생산 혁신을 가속화한다. 이번에 출시한 두 제품은 초음파의 안정적인 품질 관리를 실현하는 데 효과적인 만큼 시장에서 각광을 받을 것으로 기대된다.

코보닉스 김윤관 대표(사진. 여기에)

시간 및 에너지 데이터화 
초음파 용착(Ultrasonic Welding)은 일반적으로 활용되는 50/60㎐ 라인 전류를 20~40㎑로 변환시키는 파워 서플라이어를 기점으로 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 컨버터, 기계적 진폭을 출력하는 부스터, 초음파 진동을 제품에 전달하고 최종 제품에 용착시키는 혼(Horn)으로 구성돼 있다. 혼에서 전달하는 초음파 진동 에너지가 용착물에 전달되고 마찰열에 따라 플라스틱이 용해·접착돼 결합이 이뤄지는 해당 공정에는 시간과 에너지 소비량이 중요한 요소라고 할 수 있다. 용착 시간과 에너지 소비량은 작업자의 셋팅값에 따라 각기 다르기 때문에 제품의 상태도 두 요소에 맞물려 나타난다. 이러한 초음파 용착의 안정적인 데이터 값을 확인하고 일정하고 고른 품질의 초음파 발진을 할 수 있는 장비가 출시돼 눈길을 끈다. 

초음파 전문 기업 코보닉스가 바로 그 주인공이다. 동사가 이번에 새롭게 선보인 e시리즈 초음파 발진기는 기존시장에 출시된 외산 제품 대비 가격은 낮추고 효율은 높여 국산화한 장비로, 초음파 용착을 운영하는 기업들의 체질 개선이 이뤄질 것으로 기대된다. 

초음파 품질 관리 개선
코보닉스 e시리즈는 타임 모드(Time Mode), 에너지 모드(Energy Mode)가 탑재된 초음파 발진기로 리미트에 따른 품질 관리를 가능케 한다. 

e시리즈 초음파 발진기(사진. 여기에)

먼저 타임 모드를 살펴보면 여러 개의 플라스틱을 용착할 때 1초 당 소비되는 에너지가 300J, 400J 등으로 다르게 나타날 수 있는데 해당 기준의 상·하한가를 리미트 구간으로 설정해 적절한 에너지량이 투입됐는지를 파악할 수 있는 것이다. 예를 들어 한 제품의 용착 조건이 하한 기준(Low Limit)이 200J이고 상한 기준(High Limit)을 300J로 가정하면, 200~300J까지를 합격처리하고 0~199J, 301J 이상을 불합격 처리하는 것이다. 

에너지 모드는 이와는 반대이다. 한 제품을 용착하는 데 소모되는 에너지를 300J로 가정했을 때 적용시간이 각기 다를 수 있다. 최소 용착 시간 기준을 1초, 최대 용착 시간 기준을 4초로 규정한다면, 시간 범위 내에 들어오면 합격처리를 하고, 0초부터 0.99초까지와 4초 초과까지의 시간을 불합격으로 처리해 알람을 발생시키는 것이다. 

e시리즈 초음파 발진기에서 용착 데이터를 엑셀파일로 확인할 수 있다(사진. 코보닉스).

김윤관 대표는 “에너지와 타임 리미트를 자체적으로 규정해 실시간 변동 사항 체크하고 효율적인 품질 관리를 실현하는데 이상적인 장비”라며 “이 제품은 USB를 통해 별도의 용착 데이터를 엑셀파일로 추출받을 수 있어 공정 과정에서의 문제점을 실시간으로 진단할 수 있다는 점이 특별하다”라고 전했다.

혼 주파수 안전성 유지 
일정하고 정확한 주파수의 진폭은 고품질의 초음파 용접을 가능케 하는데 있어 중요한 요소로 꼽힌다. 코보닉스가 시장에 제안하는 혼 주파수 측정기 ‘스나이퍼’는 초음파 용착의 안정적인 품질 관리를 실현하는 데에 이상적인 아이템으로 주목을 받는다. 본 제품은 초음파 발진이 시작돼 혼 근처에서 측정 버튼을 누르면 현재 분사되는 실시간 주파수가 표시되는 장비이다. 이러한 측정기는 용착기 혼의 불량을 조기에 발견해 과도 응력에 따른 융착 공정 오류를 해소하는 데에 효과적이다. 

혼 주파수 측정기 스나이퍼(사진. 여기에)

김윤관 대표는 “진동을 전달하는 혼이 일정한 초음파 주파수를 구현하고 있는지를 파악할 수 있다면, 용착의 고른 품질을 구현할 수 있다”라며 “당사에서 개발한 혼 주파수 측정기인 스나이퍼는 일반적인 스마트폰과 유사한 작은 규격의 제품으로 휴대하기 편리하며 혼에서 나타나는 주파수를 최소오차로 확인할 수 있어 유지 보수에 적합하다”라고 전했다. 

한편, 코보닉스는 e시리즈 초음파 발진기와 스나이퍼 시리즈를 올해 하반기부터 본격적으로 판매할 방침이다. 지난 해 개발을 완료해 파일럿 제품을 통한 검증과정을 거친 본 제품들은 용착에 따른 품질관리를 필요로 하는 자동차 업계에서 주목하고 있는 만큼, 양산에 돌입한다는 전략이다, 더불어 코보닉스는 멀티 초음파 용착기와 열융착기 수요가 늘어나고 있는 만큼 그에 따른 대응 전략을 구축하기 위해 대구시에 대리점 계약을 체결했으며 2023년 중으로는 경기도 지역으로 네트워크망을 확장할 계획이다.