업계의 채널업 진출이 늘어남에 따라 금속 절단 장비인 플라즈마에 대한 관심이 고조되고 있다.
플라즈마 절단기… 제 4의 물질 ‘플라즈마’ 원리 이용
기체 이온화 과정에서 발생하는 이온·고압가스 활용해 금속 절단
채널사인 가공 장비로 플라즈마에 대한 업계의 관심이 높아지고 있다. 채널의 주소재인 스테인리스 스틸, 갤브, 알루미늄 등의 절단이 용이해 채널업을 위한 필수장비라는 인식도 높아지고 있다.
이에따라 플라즈마의 보급률이 점차 상승하고 있지만, 아직 보급 초반이라 장비에 대한 정보나 이해력이 부족한 편이다.
따라서 다양한 장비 가운데 어떤 장비를 선택해야 할지 고민하는 경우가 많다. 혹은 무조건 공급사의 말만 믿고 따랐다가 손해를 보기도 한다. 이에 플라즈마 장비에 대한 기본적인 이해를 돕고, 선택 기준 및 활용 방안을 가이드하고자 ‘플라즈마 무엇에 쓰는 물건인고’라는 제하의 기획연재를 마련했다.
이번호부터 총 4회에 걸쳐 게재하며, 이번호에는 플라즈마란 무엇인지와 업계에 등장하게 된 배경은 어떤 것인지 소개하고 다음호에는 플라즈마 커팅 원리 및 플라즈마 절단기의 종류를 살펴본다.
수소·산소 등 전기적 아크 방전 통해 플라즈마 발생
플라즈마 발생 원리
플라즈마는 제 4의 물질이다. 보통 물질의 3가지 상태는 고체, 액체, 기체로 구분되며, 이들은 공기중에서 물, 얼음, 수증기 등으로 존재한다. 이 물질들 간의 차이는 에너지 수준에 의해 결정된다.
예를 들어 얼음에 열을 가하면 얼음이 녹아 물로 변한다. 또 그 물에 더 큰 열을 가하면 그 물은 증기의 형태로 변해 수소와 산소가 된다.
이 기체에 더 높은 열을 가하면 수소와 산소는 이온상태가 된다. 이 이온화 과정에서 발생하는 가스가 플라즈마다.
즉, 자연상태에서 전기적으로 중성을 띠고 있는 기체가 많은 양의 에너지를 얻게 되면 원자와 전자가 유리돼 극성을 가지게 되는데, 이러한 상태를 플라즈마 상태라 한다.
기체 상태의 공기, 수소, 산소 가스 등이 전기적인 아크 방전을 일으키면, 그 기체가 부분적으로 플라즈마화되는데 이것을 열적인 방법 혹은 물리적인 방법으로 수축시켜 최고 온도가 약 20,000~ 30,000도 정도까지 이르게 하고 이를 절단하고자 하는 소재에 닿게 해 국부적으로 소재를 녹이고 고압가스로 이를 불어내 절단한다. 이같은 원리를 이용한 장비가 바로 플라즈마 절단기다.
채널 등 금속 소재 가공 용이해 수요 증가
정부정책의 영향으로 채널사인의 수요가 증가하고 있다.
이에따라 업계의 채널업 러시가 잇따르고 있으며, 채널업 진출을 용이하게 해주는 관련 장비도 속속 출시되고 있다.
이런 가운데 등장한 장비가 바로 플라즈마다. 플라즈마는 채널사인의 주소재인 금속의 가공이 용이해 기존 채널제작사나 신규 진입업자들의 큰 관심을 불러모으고 있다.
특히, 채널사인의 입체와 결합되는 밑판을 따내는(일명 스카시) 용도로 사용되며, 빠른 가공 속도와 뛰어난 절삭력을 장점으로 한다.
플라즈마가 나오기 전에는 금속 소재를 가공하기 위해 수작업 공구를 사용하기도 했으며, 자동화를 도입한 제작사의 경우 CNC조각기나 레이저 커팅기 등을 도입해 활용하기도 했다. 그러나 CNC조각기는 절단 속도도 느리고 스테인리스와 같은 강판을 절단하는데 한계가 있었다.
레이저 커팅기도 역시 kw 급은 돼야 금속 절단이 용이한데 kw 레이저는 억대를 호가하는 고가의 장비라 대부분 소규모 제작사인 채널업계에서 투자하기 쉽지 않다.
또한 업계에서 주로 사용되는 200~ 400W 레이저들 중 일부는 갤브 등 박판 가공이 가능하지만 CNC와 마찬가지로 스테인리스 스틸과 같은 강판을 절단할 수 없는데다 레이저의 특성상 알루미늄 가공이 불가능하다.
이같이 CNC 조각기나 레이저 커팅기 모두 일부 금속 소재의 가공이 가능하기는 하나 불완전하다.
그러나 플라즈마는 갤브, 스테인리스 스틸, 알루미늄 등 채널에 사용되는 모든 금속 소재의 적용이 가능하기 때문에 채널사인 가공에 최적화돼 있다.
특히, 채널 소재 가공에 유리한데다 CNC나 레이저 커팅기 등 업계에서 사용해오던 기존 장비들에 비해 가격도 저렴한 편이어서 채널 벤더 도입시 함께 갖춰야 할 필수 아이템으로 급부상하고 있다.
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