적용분야

금속 가공에서 주조는 금속을 가열해 액체 상태로 만든 뒤, 일반적으로 도가니를 사용해 금형에 붓는 공정입니다.
금형에는 원하는 형상의 음형이 형성되어 있어, 금속이 냉각되며 응고되면서 최종 주조품이 만들어집니다.
이 방식은 다른 제조 기술로는 제작이 어렵거나 비용이 많이 드는 복잡한 형상을 생산하는 데 특히 유리합니다.

주조 공정은 높은 표면 품질과 최소한의 소재 낭비라는 장점을 제공하지만, 금형 제작과 금속을 가열하는 데 필요한 에너지 비용 등 상당한 비용이 수반됩니다. 용융 금속은 레이들에 담긴 상태에서 주입이 반복될수록 점차 온도가 낮아집니다. 온도가 임계값 이하로 떨어지면 주조가 불완전해져 결함이 발생할 수 있습니다. 이러한 경우 불량 부품은 폐기해야 하며, 공정에 투입된 에너지가 그대로 낭비됩니다. 이를 방지하기 위해서는 주조 온도를 지속적으로 모니터링하고, 용융 금속의 온도가 최적 범위 아래로 내려갈 경우 공정을 중단하는 것이 중요합니다. 필요한 경우 금속을 다시 가열해 성공적인 주조가 이루어지도록 할 수 있습니다.

전통적으로 기업들은 침지형 열전대를 매년 소모품으로 구매해 왔지만, 이러한 열전대는 고온 환경에서 빠르게 고장나는 경우가 많습니다. 열전대는 극심한 고온, 부식성 환경, 반복 사용으로 인한 물리적 마모 등 열악한 조건에 노출되기 때문에 주조 공정에서 자주 고장이 발생합니다. 강한 열로 인해 열전대의 보호용 외피가 열화되거나 녹아 센서 요소가 노출되면서 고장으로 이어질 수 있습니다. 또한 용융 금속에 지속적으로 침지되면 화학 반응이 발생해 열전대 소재가 손상되고, 이로 인해 수명이 더욱 단축됩니다. 여기에 취급 과정에서의 기계적 손상과 공격적인 주조 환경까지 더해져 고장이 빈번하게 발생하므로, 열전대는 장기간에 걸쳐 일관된 온도 측정을 수행하기에는 신뢰성이 떨어집니다.

적외선 카메라는 주조 공정을 최적화하는 데 필수적인 장비로, 실시간 온도 모니터링을 통해 용융 금속이 최적의 온도 범위를 유지하도록 보장합니다. 이러한 정밀도는 불완전한 주조나 응고 수축과 같은 결함 발생 위험을 크게 줄여줍니다. 카메라는 상세한 열 데이터를 포착해 즉각적인 공정 조정을 가능하게 함으로써, 비용이 많이 드는 오류를 예방하고 소재 낭비를 최소화합니다. 또한 냉각 속도를 모니터링하여 균일한 응고를 유도하고, 고품질의 표면 마감을 실현하는 데 기여합니다.

장파장 적외선 카메라로 용융 금속의 온도를 측정하는 것은 금속의 높은 반사율과 변동하는 방사율로 인해 어려움이 있으며, 이로 인해 부정확한 측정값이 발생할 수 있습니다. PI 1M이나 Xi 1M과 같은 단파장 적외선 카메라는 더 짧은 파장에서 금속의 방사율이 높아지고, 해당 파장에서 적외선 복사가 지수적으로 증가하는 특성을 활용해 보다 효과적인 해결책을 제공합니다. 이러한 접근 방식은 가장 까다로운 금속 주조 환경에서도 신뢰할 수 있는 데이터를 보장하며, 더욱 정확한 온도 측정을 가능하게 합니다.

PI 1M 적외선 카메라는 주입되는 용융 금속 스트림을 비접촉 방식으로 측정하는 데 뛰어난 성능을 발휘하여, 주조 공정 전반에 걸쳐 정밀한 모니터링을 가능하게 합니다. 우수한 화질과 자동화 적용의 용이성 덕분에 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)와의 통합에 이상적이며, PLC는 열 데이터를 처리해 공정의 최적 중단 시점을 판단할 수 있습니다. 이처럼 기술이 매끄럽게 통합됨으로써 금속 주조 공정의 효율성과 안전성이 모두 향상됩니다.
또한 이 카메라는 분진과 오염으로부터 보호하기 위해 냉각 재킷을 장착할 수 있어, 최대 315 °C의 주변 온도에서도 안정적으로 작동합니다. 내장된 페일세이프(fail-safe) 기능은 케이블 단선, 컴퓨터 종료, 소프트웨어 오류와 같은 문제를 감지해 추가적인 안전성을 제공하며, 매우 신뢰성 높은 안전 기능으로 작동합니다.

또한 적외선 카메라의 영상 기반 측정 기능은 측정 영역 내에서 가장 높은 온도나 가장 낮은 온도를 자동으로 식별할 수 있어, 휴대용 파이로미터보다 훨씬 뛰어난 성능을 제공합니다. 단일 지점만을 측정하는 파이로미터와 달리, 적외선 카메라는 임계적으로 낮은 온도를 놓치지 않도록 해 주며, 공정 제어와 제품 품질을 향상시키는 종합적이고 정확한 온도 분포 정보를 제공합니다.

이 적용 사례에서 한 금속 주조 공장은 고가의 소모성 침지형 열전대에 대한 의존도를 줄이면서, 용융 금속의 온도를 보다 효과적으로 정확하게 측정할 수 있는 솔루션을 찾고 있었습니다. 이 회사는 매년 수천 개의 열전대를 구매해 왔으며, 그로 인해 지속적인 높은 비용이 발생하고 있었습니다. 목표는 안전하고 비용 효율적인 방법으로 용융 금속의 품질을 최적화하는 동시에 소모품 비용에서 상당한 절감을 이루는 것이었습니다. PI 1M 적외선 카메라를 도입함으로써 공장은 일회용 열전대에 대한 의존도를 크게 줄일 수 있었습니다. PI 1M은 정밀한 비접촉 온도 측정을 제공해 안전성과 효율성을 높이고 금속 품질을 향상시켜, 결과적으로 상당한 비용 절감 효과를 가져왔습니다. Optris 적외선 카메라의 경쟁력 있는 가격 덕분에 해당 투자는 사용 첫해 안에 손익분기점에 도달할 수 있었습니다.

Optris는 매우 경쟁력 있는 가격대로 적외선 카메라를 제공하여, 금속 산업에서도 첨단 열화상 기술을 쉽게 활용할 수 있도록 합니다. 합리적인 가격에도 불구하고 Optris 적외선 카메라는 높은 품질과 성능 기준을 유지합니다. 이러한 비용 효율성과 첨단 기능의 균형을 통해 기업은 예산 부담을 넘지 않으면서 공정에 정교한 열 모니터링을 통합하고 자동화 수준을 높일 수 있습니다. 또한 Optris 적외선 카메라는 기존의 전통적인 온도 측정 방식에서 보다 진보된 비접촉 솔루션으로 업그레이드를 고려하는 기업에게 매력적인 선택지가 됩니다.