마스크 대란 3개월, 초음파융착기 컨트롤러 설계로 버틴 이야기 — 정전압 제어와 공진주파수 추적 편
마스크 한 장에 5천 원, 그마저도 구하기 힘들던 시절이 있었습니다. 그때 저희 회사로 전화 한 통이 걸려왔습니다. 마스크 생산 설비를 3개월 안에 만들어달라는 요청이었죠. 원단을 재단하는 기구부는 어떻게든 되는데, 문제는 마스크 귀에 거는 끈을 붙이는 부분이었습니다. 접착제가 아니라 초음파 융착기로 붙여야 했고, 그 컨트롤러를 제가 직접 설계했습니다. 지금 생각해도 그 3개월은 제 25년 경력에서 가장 밀도 높은 시간이었습니다. 마스크 귀걸이, 왜 접착제 대신 초음파일까 마스크 부직포는 열에 약합니다. 인두로 지지듯 붙이면 원단이 눌어붙거나 구멍이 나기 십상이죠. 접착제를 쓰는 방법도 있지만, 화학 성분이 마스크에 남는다는 문제와 경화 시간이 걸린다는 단점이 있습니다. 초음파 융착이란 초음파 진동 에너지로 원단 표면을 순간적으로 마찰시켜, 그 마찰열로 소재를 녹여 붙이는 방식을 말합니다. 접착제도 열판도 필요 없이 0.1초 안팎으로 접합이 끝나니 대량 생산 라인에 딱 맞는 방식이었죠. 마스크뿐 아니라 부직포 방호복, 필터류 접합에도 널리 쓰이는 이유가 여기 있습니다. [마스크의 귀걸이 초음파융착기로 접합] 핵심 요약 마스크 귀걸이 접합은 접착제 대신 초음파 융착 방식을 씁니다. 마찰열로 순간 접합하기 때문에 위생적이고 생산 속도가 빠릅니다. 정전압 제어와 정진폭 제어, 뭐가 다를까 컨트롤러를 설계할 때 가장 먼저 부딪힌 게 정전압 제어와 정진폭 제어 중 뭘 기준으로 잡을지였습니다. 정전압 제어란 트랜스듀서(진동자)에 인가되는 전압을 일정하게 유지하는 방식이고, 정진폭 제어란 진동자 끝단의 진폭, 즉 실제로 움직이는 폭을 센서로 측정해서 일정하게 유지하는 방식입니다. 전압은 일정한데 부하가 걸리면 진폭이 흔들리는 경우가 있어서, 저는 결국 정진폭 제어 쪽으로 기울었습니다. 마스크처럼 얇고 균일한 원단에는 진폭이 흔들리면 접합 강도가 들쭉날쭉해진다는 게 현장에서 체감한 가장 큰 차이였습니다. 구분 정전압 제어 정...