기업 이미지를 손상시키는 수분 유출 차량 - 차량 어셈블리에서 수분 침투를 없애는 무선 센싱

  • 2018-02-06
  • 글 | 제레미 코레알 (Jeremy Correale), 온세미컨덕터 (www.onsemi.com) & 알란



점점 더 중대해지는 수분 유출 문제에 대해 살펴 보고 그것이 내포하는 의미와 문제를 해결해 현장의 결함을 최소화하고자 한다.


자동차 제조업체에 있어서 수분 침투와 관련된 품질 문제는 발견하기 어려울 뿐 아니라 뒤늦게 대두되는 사항으로서 분명하고 즉각적인 결함이 쉽게 잘 나타나지 않는 이슈이기도 하다. 수분의 침투가 큰 문제가 될 수 있는 곳이 바로 조립 라인인데 여기에서는 라인 마지막 단계에서 분무 테스트를 실시해 차량의 수명 기간 동안 잠재적인 문제를 일으킬 수 있는 수분 유출 여부를 탐지한다.

육안에 의한 검사 방법은 큰 규모의 유출을 밝혀낼 수 있지만 이것만으로는 접근할 수 없는 영역에서 발생하는 더 작은 유출은 아무리 최선을 다해도 발견하는 것이 거의 불가능하다. 최근의 차량 조립 방식에서 차량 내부의 전자제품 숫자가 증가함에 따라 수분의 차량 내 침투 가능성이 점점 커지고 있는데 이는 곧 차량의 신뢰성에 미칠 영향을 한층 심화시키게 된다.

온세미컨덕터와 RFMicron은 고유한 핸즈프리 프로덕션 턴키 유출 탐지 시스템을 공동 개발함으로써 이처럼 증대되는 중요한 문제를 해결하고자 노력해 왔다. 배터리를 사용하지 않는 작고 저렴한 무선 수분 센서를 조립과정 초반에 전략적으로 차량 사방에 배치한 다음 분무 테스트 후 판독하는 솔루션은 수분 침투 문제를 발견할 뿐 아니라 이 문제를 완벽하게 해소하는 공정의 개선 효과까지도 가져온다.

이 기사는 점점 더 중대해지는 수분의 유출 문제에 대해 살펴 보고 그것이 내포하는 의미와 문제를 해결해 현장의 결함을 최소화하고자한다. 이를 통해 자동차 제조업체의 명성을 보호하기 위해서 이러한 혁신적인 접근 방식이 실제 어떻게 적용될 수 있을지도 살펴보도록 한다.

수분 유출은 비용이 많이 든다

오늘날 차량 내부의 수분 유출 문제는 자동차 제조업체 입장에서보면 다른 어느 것보다도 더 많은 면에서 비용이 많이 드는 문제이다. 최신의 차량들은 더 복잡해지고 있으며 알루미늄, 복합재료, 아교를 포함한 새로운 재료들을 사용함에 따라 수백 가지의 부수적인 전자 조립품들이 탑재됨으로써 그 어느 때보다 수분으로 인한 손상에 더 민감해지고 있다.

다량의 유출을 발견, 해결하는 것이 매우 쉬울지라도 이를 방지하기 위해서는 더 두꺼운 방음 폼을 차량에 설치해야 하기 때문에 중대한 문제가 감추어지기 쉽다. 그러므로 소량 유출은 발견하기가 훨씬 더 어려우며 시간이 지남에 따라 곰팡이가 서식해 차량 탑승자의 건강은 물론 탑재된 전자제품에 악영향을 미칠 가능성이 있다.

수분 침투는 항상 자동차 제조업체에게 비용이 많이 드는 보증 청구를 발생시킨다. 소비자 설문조사 결과 수분 유출 문제로 리콜 되는 차량이 전 세계적으로 매년 약 15만 대에 이르는 것으로 나타났다. 차량별 평균 수리 비용은 약 5천 달러나 되었는데 이는 곧 판매되는 모든 차량에 100달러의 숨은 유출 비용이 포함되어 있다는 말과 같다. 물론 손상된 브랜드 평판이나 향후 판매 손실 가능성에 대한 고려는 넣지 않았는데도 말이다.



분무 방식 탐지


차량 설계가 지속적으로 발전됨에 따라 수분 유출은 과거보다 훨씬 감소했지만 출고되는 차량 중 최대 2%는 여전히 수분 유출의 잠재성을 내포하고 있는 것으로 추정된다. 소비자에게 도착하기 전에 이러한 차량들을 파악하기 위해 대부분의 차량 제조업체들은 조립 라인 마지막 단계에서 2~5분간 흡수 테스트를 실시한다.

이 흡수 테스트는 보통 고압의 워터젯을 차량에 여러 각도에서 분무한 후 침수를 가속화하는 차량 내 여러 열린 구멍을 조사하는 과정을 포함한다. 테스트 동안 물의 양은 차량의 하부 영역에 축적되는 큰 물 웅덩이로부터 눈에 띄지 않는 장소에 축적되는 단 몇 방울에 이르기까지 다양하다. 전자는 기존의 육안검사 방법으로 비교적 쉽게 발견해 낼 수 있다. 그러나 후자의 경우, 특히 차량의 내부 스킨과 외부 스킨 사이 등 시야에서 벗어난 영역이나 방음재에 흡수된 부분 등을 발견해 내기란 쉽지 않다.

분무 프로세스가 완료된 후 수분 침투 탐지를 위한 여러 가지 수작업 방식이 있다. 몇몇 자동차 제조업체에서는 서로 다른 프로브를 사용해 유출을 전기적인 방법으로 식별하거나 습기가 차면 변색되는 수분 접촉 인디케이터 테이프를 사용하고 있다. 이러한 방법들을 통해 유출을 탐지할 기회가 많아 지기는 하지만 더 두꺼운 폼을 침투하는 수분 또는 차량에 존재하는 작은 인테리어 공간에 침투하는 수분은 여전히 탐지하기가 어렵다. 가장 보편적인 방법은 여전히 조립 라인의 작업자들이 육안으로 검사하는 것이다.

이러한 수동 검사는 작업자가 수분 유출과 관련되지 않은 여러 사항들을 동시에 확인 및 검사하는 방식이므로 오류가 발생하기 쉽다. 설령 검사를 잘 수행했다 할지라도 이 방법으로는 작업자가 볼 수 있거나 손으로 느낄 수 있는 수분만 확인이 가능해진다. 따라서 인테리어 트림 뒤편이나 카펫 아래 등 접근할 수 없는 영역이나 보이지 않는 부분 등의 수분은 놓칠 수밖에 없는 상황이라 향후 보증 청구가 발생하게 된다.

분무하여 찾는’ 현재의 방법은 신뢰도가 떨어질 뿐 아니라 시간도 많이 소요되므로 자동차 제조업체 측에서 보면 상당한 추가 비용이 들어가게 된다.



원사 절감형의 정확한 비 침습성 유출 탐지


유출이 발생하는 차량이 소비자에게 도달할 때마다 매번 들어가는 수리 비용이 올라간다. 따라서 신뢰할 수 없는 테스트 및 검사와 관련된 비용들을 생각하면 반도체 제조업체들과 자동차 제조업체들이 대체 솔루션을 찾게 되는 것도 놀랄만한 일이 아니다.

차량 내 수분침투를 해결하기 위해서 개발된 한 가지 혁신적이고 믿을 수 있는 접근방식은 RFM5126 수분 침투 탐지 시스템이다. 이 턴키 솔루션은 자동차 제조업체들이 수분이 차량에 침투했는지 여부를 판단할 수 있을 뿐 아니라 유출의 정확한 시간과 위치 또한 표시해 준다. 더 나아가 시스템으로부터 데이터를 저장하고 분석함으로써 차량 모델에 대한 통계 및 동향을 발전시켜 공장에서 공정 개선을 통해 효과적인 설계를 수행할 수 있다.

통합된 시스템의 중심에는 배터리 없이 작동하는 여러 개의 작은 무선 수분 유출 센서가 카펫 아래, 트림 패널 뒤편, 그리고 차량 내 숨겨진 다른 작은 영역들에 배치된다.



Smart Passive Sensing 및 SPS 브랜드로 판매되는 이들 센서는 차량 섀시, 유출되기 쉬운 위치, 베어메탈 조립 단계에 설치되도록 뒷면에 접착제가 도포되어 있다. 센서는 설치하는 동안 센서의 상부와 베어메탈 섀시에 모두 부착함으로써 차량의 특정 위치에서 유출 탐지 범위를 확대할 수 있는 수분 흡수 테일을 포함한 옵션과 함께 출시되었다.

모든 조립을 마친 후의 차량은 고압 분무 테스트를 거치게 되는데 여기서 시스템은 발견하기 어려운 소규모 유출을 포함한 모든 유출을 알리게 된다. 문을 통과할 때 센서로부터 데이터를 받게 되는데 문 안에 내장된 정교한 센서 모니터링 소프트웨어가 유출 위치를 아주 정확하게 보고할 수 있으며 필요한 재가공 속도를 높이게 된다.

요약

수분 침투는 자동차 제조업체의 조립 라인에서 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 상당한 보증 청구를 부담해야 하며 궁극적으로는 브랜드 명성을 떨어뜨릴 수 있는 중대한 문제이다. 현재의 테스트 방법들은 다양한 유출 가능성이 숨어 있을 뿐 아니라 조립 라인의 작업자들이 수행하는 확인 검사가 이따금 다른 작업과 동시에 이루어지기 때문에 신뢰하기가 어렵다.

새로운 스마트 수동 센서는 수동 검사를 없애고 검사의 정확도는 향상시키는 정교한 유출 탐지 시스템의 중추를 형성한다.
이 센서에서 수집된 데이터는 프로세스를 개선하기 위해 필요한 정보를 제공하므로 자동차 제조업체들은 이 문제를 완벽하고 영구적으로 해결할 궁극적 목표를 갖고 체계적으로 문제를 파악하는 데 도움을 받을 수 있다.
 

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