자동차(차체 제조·조립)에서의 도포
자동차는 다양한 부품으로 구성되어 있습니다. EV(전기 자동차)나 커넥티드 카가 화제가 되고 있지만, 2차 전지(배터리)나 ECU, 커넥터 등의 자동차 부품처럼 환경 부하 감소·저연비화에 대한 요구를 배경으로 나타난 「차체의 경량화」가 과제입니다.
이러한 요구에 부응하는 기술로서 자동차의 차체와 관련된 공정에서는 「도포」에 의한 접착이나 코팅이 주목을 받고 있습니다.
자동차(차체 조립)에서의 「접착」
- 구조용 접착제(웰드 본드)
- 차체의 조립 공정에서 「점」으로 접합하는 스폿 용접과 「면」으로 접합하는 구조용 접착제(웰드 본드)의 도포를 조합한 「웰드 본딩」이 주목을 받고 있습니다. 볼트 등의 부품 수나 용접 공정 수를 줄이는 동시에 경량이면서 강도가 높은 접합을 실현할 수 있습니다. 또한, 용접 부분이 줄어 차체 설계의 자유도가 높아지는 등 고부가가치의 차체 제조가 가능합니다.
토픽: 멀티 머티리얼화에 의한 차체의 경량화
환경 규제와 연비 향상을 목적으로 한 차체의 경량화가 과제로 떠오르고 있습니다. 이와 관련하여 알루미늄 합금이나 마그네슘 합금과 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)를 접합한 「복합 재료(콤포지트 머티리얼)」의 이용이 유럽 및 일본에서 확대되고 있습니다.
이종 재료의 접합 방법으로는 CFRP의 열가소성, 즉 가열하면 연화되는 성질을 이용한 마찰열에 의한 직접 접합이 연구되고 있지만 열팽창률이 다르기 때문에 주행 환경에서의 강도 유지나 접합부의 내식성과 같은 과제가 있습니다. 현 시점에서는 경량이면서 고강도인 구조용 접착제의 도포와 볼트 몇 개를 이용한 접합이 효과적이라고 합니다.
토픽: 글라스 설치 시의 실란트(실러·프라이머) 자동 도포
차체에 글라스를 설치할 때, 디스펜서 로봇을 이용하여 실란트(실러·프라이머)를 자동 도포합니다. 그러나 실란트 도포에 결함이 있는 경우, 물 등이 침입하여 차체의 내식성 저하를 일으킵니다.
실란트가 연속적인 비드 형상으로 도포될 때의 형상(높이·폭·체척)은 둘레 전체에서 적정 수준을 유지해야 합니다. 불량 유출을 방지하기 위해서는 자동 도포를 추종한 실시간 도포 형상의 측정이 필수입니다.
자동차(차체 제조)에서의 「기능 부여·표면 처리」
자동차 차체와 관련된 일련의 「도포 공정」은 디자인 목적뿐 아니라 차체 표면에 기능을 부여하는 코팅 공정을 포함합니다. 일반적인 차체 표면의 코팅층은 다음과 같습니다.
- 전착(A)
- 방청성 부여. 일반적으로 딥 코팅(침지)이 이용됩니다.
- 중간 도장(B)
- 치핑 내성 부여. 날아오는 돌과의 충돌 등에 의한 강판 노출을 억제합니다.
- 베이스(C)
- 디자인 목적의 착색. 디자인 목적에 따라서는 다수의 프로세스를 거칩니다.
- 클리어(D)
- 표면 보호·내후성 등 내구성 향상을 목적으로 합니다.
차체의 도장(코팅) 공정은 「전착」을 제외하고 도장 로봇에 의한 정전 도장이 이용됩니다. 도장 로봇과 관련해서는 다축화나 협소한 부분에 대한 대응, 자동 툴 체인지 등 고도화가 진행되고 있습니다.
토픽: 도포로 효율화·고기능화하는 「제진재」
진동 소음의 감소, 차 내부의 정음성 향상을 위해 「제진재」를 차체 플로어에 사용합니다. 기존에는 시트 형상의 제진재를 잘라 수작업으로 붙이는 것이 일반적이었습니다. 그러나 최근에는 도포형 제진재로 바뀌면서 효율화와 고기능화가 실현되고 있습니다.
- A. 틈새가 생겨 성능 저하
- B. 대상 물체와 밀착되어 성능 향상
시트 형상인 경우 요철이나 곡면에 붙이면 틈새가 생겨 제진 성능이 저하되는 문제가 발생합니다.
그러나 도포형 제진재는 대각선 방향으로도 도포가 가능한 디스펜서 로봇으로 고정도의 자동 도포를 실현합니다. 공정 단축이나 공정 수 절감, 재료 손실 감소는 물론, 페이스트 형상이기 때문에 요철이나 곡면이 있는 대상 물체에도 적정량으로 확실하게 밀착하므로 경량화와 높은 제진성을 실현합니다.
디스펜서 로봇에 의한 자동 도포에서는 도포 결함 발생에 대비해 디스펜서 노즐에 추종하는 도포 직후의 형상 검사가 중요합니다.
