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조립
조립(組立)은 여러 부품을 하나의 구조물로 짜 맞춤. 또는 그런 것을 말한다.
목차
개요
부품은 기구, 기계의 일부분을 이루고 있는 물건이며 조립은 이러한 부품을 짜 맞추는 것으로 일반적으로 끼워 맞추거나 용접, 접착 등을 통하여 결합하여 구조물로 만드는 것을 말한다.[1]
자동차, 비행기, 철도, 건물, 휴대폰, 가전제품 등 우리가 일상생활에서 접할 수 있는 많은 제품과 시설은 여러 개의 작은 부품들이 조합이 돼서 만들어진 것들이다. 이렇게 작은 부품들을 하나의 제품이나 구조물로 조합하는 것을 조립이라고 하는데, 쉽게 아이들이 가지고 노는 블록 장난감을 떠올리면 된다. 크고 작은 모양의 블록들을 하나하나 연결하다 보면 어느새 성도 되고, 자동차도 되고, 우주선도 되는 놀라운 결과가 나타난다.
따라서 조립이란 쉽게 말하면 ‘구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배다’는 말이 있듯이 보배가 될 수 있도록 꿰매는 것이 바로 조립이다.
역할
여러 종류, 다양한 사이즈의 부품들이 모여서 하나의 완성품이 되고 그제야 고유의 기능을 발휘할 수 있는 만큼 제조 공정 중 빠질 수 없는 과정이 조립이다.
뉴스나 신문 기사에 보이는 제품의 안전사고나 자동차 리콜 사태의 원인이 알고 보면 제품의 단순 조립 불량인 것으로 밝혀진 경우가 많을 정도로 조립은 제품의 품질은 물론 안전성을 결정하는데도 결정적인 역할을 한다.
설계 도면 혹은 작업 지도서 등 사양에 맞추어 그냥 조립만 하면 되는 것이 아니야라고 생각할 수도 있지만 조립 과정 중의 작은 오차 하나라도 큰 문제가 생길 수 있고 그렇게 되면 생산 업체에도 막대한 손해를 끼칠 수 있다.
분류
조립의 분류는 다양하며 주요하게 끼워 맞춤식의 삽입법, 볼트 체결의 체결법, 용접법, 접착법 등으로 분류할 수 있다.
삽입법
삽입법은 끼워 맞춤으로 조립하는 방법이다. 대표적으로 SMT 공정의 자삽, 수삽을 예로 들 수 있다.
자삽은 PCB에 부품 실장 시 자동으로 장비가 인식 마크를 인식해서 부품을 삽입할 수 있도록 부품이 자동 삽입되는 것을 말한다.
수삽은 말 그대로 사람의 손으로 직접 수동 삽입하는 것을 말하는데 PCB 샘플 제작이나 자동 삽입이 어려운 부품을 작업한다.[2]
체결법
체결법은 보통 볼트나 너트를 이용하여 체결하는 방법이다. 이 방법은 차후 분해를 하거나 재사용이 필요한 제품이나 부품에 주로 사용된다. 쉽고 작업성이 좋아서 지금도 널리 사용되고 있는 조립 방법이기도 하다.
이 조립 방법은 20세기 초반만 해도 세계 각국의 회사가 각자 다른 규격의 나사를 만들어 쓰며 진행되었다. 이 나라에서 이 모양을 쓰고 저 나라에서 저 사이즈를 쓰고 그러다 미국에서 처음으로 나사를 규격화하면서 덕분에 대량 생산의 효율을 높일 수 있었다.
용접법
용접을 이용한 조립 방법은 접합하려는 물체의 접합 부분 일부를 녹인 다음, 열과 압력을 이용해 두 물체를 연결하는 방식이다. 비교적 이음이 간단하고 효율이 좋아 여기저기 다양하게 쓰이고 있는데 선박, 철골 구조, 보일러 등 영구적으로 조립을 해야 하는 경우에 사용이 되고 있다.
리벳 조립법
리벳을 이용한 조립 방법은 강판의 상태에 따라 용접이 불가능하거나 볼트나 너트의 무게조차 부담스러울 때 사용된다. 리벳은 철판이나 판재, 형강 등을 반영구적으로 결합할 때 주로 사용하는데 구조가 간단하고 잔류 변형이 없을 뿐 아니라 사용이 용이하고 죄는 힘이 크다는 장점 때문에 기밀을 요하는 압력 용기나 보일러 탱크, 힘을 전단하는 교량, 철골 구조, 항공기 기체 등을 조립할 때 주로 사용이 된다.
하지만 리벳은 한번 조립하면 분해하기가 힘들다는 단점이 있다. 리벳을 제거하다 보면 강판이 손상이 될 우려가 있기 때문이다. 그래서 자그마한 결함이나 흠집도 큰 사고로 이어지는 항공 우주 분야에서는 이 리벳 조립 방법이 큰 단점이 될 수도 있다고 한다.[3]
접착법
접착법은 두 부품을 붙여 조립하는 방법이다. 주요하게 접착제 본딩과 솔벤트 본딩이 있다.
접착제 본딩(Adhesive Bonding)은 주로 서로 다른 재질을 부착할 때 사용하고 부착된 제품들이 최종 사용 제품이 되기 때문에 이것에 대한 사용 환경을 고려, 접착제에 의해 사용 시 물성이 떨어지지 않는 접착제를 선택하여야 한다.
솔벤트 본딩(Solvent Bonding)은 화학적인 촉매를 이용하여 피접착물의 표면을 녹여 붙여 조립하는 방법이다.[4]
자동차 조립의 역사
산업용 기계부터 장비, 반도체, 자동차, 선박, 비행기까지 다양한 방법으로 사용되고 있는 조립은 어떤 방식으로 활용하느냐에 따라서도 엄청난 결과를 불러온다.
특히 조립은 자동차가 대중화되는데도 결정적인 역할을 했다.
지금으로부터 1000여 년 전 자동차가 처음 세상에 나왔을 때만 해도 이 자동차가 지금처럼 대중적인 교통수단이 될 것이라곤 아무도 생각하지 못했다. 차 한 대를 만드는데 많은 시간과 에너지가 사용되다 보니 가격이 너무 비쌀 수밖에 없었고 그래서 그저 부자들의 사치품 정도로만 취급되었다.
그러던 1912년 미국 포드 자동차를 만든 헨리 포드(Henry Ford)는 여행하다 들른 한 도축장에서 도축된 가축이 천정에 매달린 레일을 따라 이동하는 동안 작업자별로 맡은 부위를 해체하는 데서 아이디어를 얻었다.
사실 이때까지만 해도 공장에서 자동차를 만드는 풍경은 한 작업자가 고정된 자동차 작업대에서 바퀴부터 스프링, 엔진, 발전기까지 모든 기계부품을 혼자 조립해서 자동차를 완성시키고 있었다.
포드는 도축장을 다녀온 후 세계 최초 움직이는 조립 라인 포드 하이랜드 파크를 만들게 된다. 4층에서 차체를 만들고 3층에서 바퀴에 타이어를 부착하면서 페인트를 칠하고 2층에서 조립을 하고 1층에서는 최종 검사를 하는 공장이었다. 한마디로 모든 것을 한 사람이 조립하는 것이 아니라 여러 사람이 필요한 부분만 딱딱 나눠서 조립을 하니 조립 속도도 빨라지고 효율도 높아졌다. 그 자동차 한 대를 조립하는데 걸리는 시간이 5시간 50분에서 1시간 33분으로 획기적으로 단축될 수 있었고 대량 생산이 가능한 건 물론 자동차 가격까지 확 낮출 수 있게 되어 자동차 대중화에도 큰 기여를 하게 된 것이다.
오늘날에는 이보다 더 발전된 모듈 생산 방식으로도 자동차를 조립하고 있다.
자동차 모듈 생산방식이란 자동차 공장의 컨베이어 벨트에서 모든 부품을 조립해 생산하던 방식에서 벗어나 일부 라인을 따로 떼어 부품을 한 덩어리로 만드는 방식이다.
일반적으로 한 대의 자동차를 만들기 위해서는 엔진부터 타이어, 엔진, 범퍼 등 상대적으로 큰 부품부터 아주 작은 볼트까지 약 2만 5천 개 이상의 부품을 조립해야 한다. 수많은 부품들을 하나하나 조립하기에는 공장의 라인이 좁을뿐더러 효율도 떨어질 수밖에 없다. 그래서 필요한 부품을 하나의 덩어리로 만들어 그 덩어리끼리만 조립하는 방식이 바로 모듈 생산 방식이다.
현대모비스의 경우 2만여 개의 부품을 섀시 모듈, 운전석 모듈, 프런트엔드 모듈 등 핵심 모듈로 묶어 6~7개의 덩어리로 나누어서 조립한다.
이렇게 어떤 방식으로 조립 기술을 활용하느냐에 따라 그 결과 역시 엄청나게 달라질 수 있다. 또 최근에는 반도체 조립의 고기능화가 이루어지면서 칩을 만드는 첨단 기술 못지않게 조립 기술 또한 중요한 기술로 인식되고 있다. 또한 앞으로는 제품들의 구조가 더 복잡해지며 고성능화, 고기능화되어 감에 따라 이런 조립 전문 기술 역시 앞으로 더 필요해질 전망이다.[5][6]
자동차의 조립공정
자동차를 만드는 마지막 단계인 조립 공정은 완성된 차체에 여러 부품들을 결합하는 과정이다. 보통 현대자동차, 르노삼성자동차와 같은 완성차 업체는 차체와 엔진만 독자적으로 생산하고 나머지 변속기, 스티어링, 서스펜션, 시트, 타이어와 같은 부품들을 모두 부품 업체에서 공급받는다.
조립 공정은 업무 부하율(Work load)를 줄이기 위하여 끊임없이 연구하고 있다. 쉽게 말해, 업무 부하율 감소란 같은 결과물을 내고도 더 적게 일을 하는 프로세스를 구축하는 것이고, 업무 부하율이 감소하면 일의 양이 적어지기 때문에 생산직 노동자를 줄여 원가절감을 할 수 있다.
조립 공장은 자동화율이 10~20%대로 사람이 가장 많이 필요한 공정이다. 일반적으로 부품의 무거운 시트나 엔진 등을 옮기는 데에만 기계가 작동하고 기계로 자동적으로 조립할 수 없는 기술력이기 때문에 부품 조립은 대부분 사람이 하고 있다.
자동차 부품 공급 과정은 그림과 같다. 3차 부품 업체는 매우 작은 단위의 부품을 2차 부품 업체에 공급하고, 2차 부품 업체는 공급받은 매우 작은 단위의 부품을 직접 생산한 부품들과 조립하여 1차 부품 업체에 공급한다. 또한, 1차 부품업체는 이렇게 수급된 부품들을 더 큰 단위의 부품으로 조립 및 가공하여 완성차 업체에 공급한다. 마지막으로, 완성차 업체는 차체에 결합되는 모든 부품들을 수급 받아 조립한 다음 소비자에게 자동차 단위로 판매를 한다.[7]
동영상
각주
- ↑ 〈조립〉, 《네이버 국어사전》
- ↑ 디바이스마트, 〈SMT 공정에서의 헷갈리는 용어_ 자삽, 수삽, 실장, smd, smt란〉, 《네이버 블로그》, 2020-06-26
- ↑ 판금기계설계, 〈리벳 (Rivet) 종류와 원리 _ 리벳건 사용법〉, 《티스토리》, 2019-12-23
- ↑ 크롭, 〈접착(Bonding)〉, 《네이버 블로그》, 2015-03-23
- ↑ 메리 벨리스, 〈조립 라인이 자동차 산업을 혁명으로 만든 방법〉, 《에페리트》
- ↑ 〈조립 라인의 역사는 무엇입니까〉, 《네틴백》
- ↑ 하체미남, 〈자동차 생산 과정〉, 《네이버 블로그》, 2020-04-12
참고자료
- 〈조립〉, 《네이버 국어사전》
- 디바이스마트, 〈SMT 공정에서의 헷갈리는 용어_ 자삽, 수삽, 실장, smd, smt란〉, 《네이버 블로그》, 2020-06-26
- 판금기계설계, 〈리벳 (Rivet) 종류와 원리 _ 리벳건 사용법〉, 《티스토리》, 2019-12-23
- 크롭, 〈접착(Bonding)〉, 《네이버 블로그》, 2015-03-23
- 메리 벨리스, 〈조립 라인이 자동차 산업을 혁명으로 만든 방법〉, 《에페리트》
- 〈조립 라인의 역사는 무엇입니까〉, 《네틴백》
- 하체미남, 〈자동차 생산 과정〉, 《네이버 블로그》, 2020-04-12
같이 보기
