인산염 피막 품질 향상을 위한 트리즈 활용 연구 = Research on the Use of TRIZ to Improve the Quality of Phosphate Coatings

국문 초록 (Abstract)

기업들이 현장에서 발생하고 있는 복잡한 문제를 해결하기 위해 꾸준히 활용하는 트리즈 방법론을 대학 교육에서는 문제기반학습 (PBL, Problem Based Learning)의 대표적인 도구로서 활용하고 있다. 본 연구는 인산염 피막 공정에서 발생한 문제를 해결하기 위해 TRIZ (창의적 문제 해결 이론)를 활용한 PBL 사례이다. 인산염 피막 공정은 철강 제품의 내식성 향상 또는 접착처리를 위한 전처리의 방법으로 널리 사용되는 표면처리 기술이다. 일반적으로 피막 품질을 안정적으로 유지하기 위해 다양한 관리 항목이 설정되어 있고 기준이 수립되어 있다. 대표적인 관리 항목으로 피막 욕조의 약품 농도인 촉진도, 전산도, 유리산도 그리고 제품 침적 시간, 피막 욕조의 약품 온도가 있다. 그러나 이러한 관리항목이 설정된 조건 내에 유지되고 있음에도 원인을 알 수 없는 녹 발생 문제가 지속적으로 보고되고 있으며, 이를 해결하기 위해 인산염 피막 공정 중 건조 시간과 건조 온도와 같은 후속 공정 조건을 더욱 까다롭게 유지해야 하는 상황이 초래되고 있다. 이로 인해 설비의 과 사양화가 요구되고 에너지 낭비가 심화되고 있다. 본 연구에서는 녹 발생의 영향 인자를 체계적으로 분석하고, 이를 바탕으로 공정 내 장치들의 기능을 TRIZ 방법론을 활용하여 평가하고 나아가, 녹 발생의 근본 원인을 규명하고 이를 해결하기 위한 최적의 방안을 도출하고자 한다. 본 연구는 인산염 피막 공정의 품질 안정성과 효율성을 향상시키는 데 기여할 수 있는 새로운 관리 기준을 제시하는 데 목적이 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

TRIZ methodology, which companies are continuously using to solve complex problems occurring in the field, is being used as a representative tool of Problem Based Learning (PBL) in university education. This study is a PBL case that uses TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving) to solve problems that occurred in the phosphate coating process. The phosphate coating process is a widely used surface treatment technology applied as a pretreatment method to enhance the corrosion resistance of steel products or to improve adhesion properties. Typically, to maintain a stable coating quality, various management parameters are established with predefined criteria. Key control parameters include the accelerator concentration, total acid, free acid, and immersion time of the workpiece, as well as the temperature of the phosphating bath. However, despite maintaining these parameters within the designated conditions, unexplained occurrences of rust formation continue to be reported. To address this issue, stricter control of post-treatment processes, such as drying time and drying temperature, has been necessitated. This situation has led to excessive equipment specifications and increased energy consumption. In this study, we systematically analyze the factors influencing rust formation and evaluate the functionality of existing equipment within the process using the TRIZ methodology. Through this approach, we aim to identify the fundamental causes of rust occurrence and propose optimal solutions to mitigate this issue. The ultimate goal of this study is to establish new management standards that can improve both the stability and efficiency of the phosphating process, thereby contributing to the overall enhancement of coating quality.