발명의 배경과 필요성

기술의 배경과 문제점

• 기존 비파괴 검사는 육안 및 수동 방식이 대부분이라 측정 오차가 발생하고 시간이 많이 소요되었습니다.

• 자동화 장비라 하더라도 단순히 합격/불합격만 판단하고, 양품과 불량품을 분리 처리하지 못해 혼입될 우려가 있었습니다.

• 불량품과 섞인 양품을 골라내기 위해 재검사를 실시하는 등 비효율적인 추가 작업이 필요했습니다.

기술의 필요성

• 검사체의 합격/불합격 판정, 양품/불량품의 자동 분리, 합격품 마킹까지 전 과정을 자동화할 필요가 있습니다.

• 검사 시간을 단축하고 측정자 오류를 줄여 검사 정확도와 효율성을 높여야 합니다.

• 합격품에 마킹 처리를 통해 제품의 추적 및 이력 관리를 용이하게 할 필요가 있습니다.

구현 방법

기술의 원리

• 본 발명은 검사체를 이송 컨베이어로 자동 이송시키는 것에서 시작됩니다.

• 와전류 측정부가 비접촉 방식으로 검사체의 와전류를 측정하여 결함 유무를 파악합니다.

• 제어부는 측정된 값을 기준으로 합격/불합격을 판정하고, 판정 결과에 따라 장비의 각 부분을 제어합니다.

• 판정 결과에 따라 배출부가 양품과 불량품을 자동으로 분리하여 각각 지정된 보관대로 배출합니다.

• 합격 판정된 양품은 마킹부를 거치며, 제품 추적을 위한 일련번호나 합격 표시가 마킹됩니다.

구체적인 구현 방법

1. 로딩: 도입부의 푸셔가 검사체 보관대에 있는 검사체를 이송 컨베이어 위로 밀어냅니다.

2. 측정: 검사체는 와전류 측정부 아래로 이송되며, 여기서 와전류 측정이 이루어지고 측정값은 제어부로 전송됩니다.

3. 판정: 제어부는 전송된 값을 기준으로 검사체의 양품/불량품 여부를 판정합니다.

4. 불량품 처리: 불량품으로 판정된 경우, 마킹 단계로 가기 전 불량 처리용 푸셔에 의해 불량품 보관대로 즉시 배출됩니다.

5. 양품 마킹: 양품으로 판정된 경우, 마킹부로 이송되어 표면에 일련번호나 합격 표시가 마킹됩니다.

6. 양품 배출: 마킹이 완료된 양품은 양품 배출 수단(그립퍼 또는 전자석)에 의해 양품 보관대로 안전하게 이동됩니다.

기술의 장점

• 검사, 판정, 분리, 마킹까지 전 과정 자동화로 수동 검사 대비 시간과 인건비를 획기적으로 절감합니다.

• 양품과 불량품을 물리적으로 완벽히 분리 배출하여 제품 혼입을 원천적으로 방지합니다.

• 합격품에 대한 자동 마킹 기능으로 제품의 생산 이력 추적 및 품질 관리가 용이해집니다.

• 각종 용접제품, 압력용기, 접합부품 등 누설이 없어야 하는 다양한 정밀부품 검사에 유용하게 적용할 수 있습니다.

활용 방안 및 기대효과

활용 방안

• 중이온 가속기의 냉각모듈 및 가속관 등 정밀 부품의 용접 및 가공 상태 검사에 활용할 수 있습니다.

• 자동차 산업에서 엔진, 변속기 등 핵심 부품의 열처리 상태 및 미세 균열 검사에 적용할 수 있습니다.

• 압력용기 및 파이프라인 제조업에서 용접부의 누설 여부를 비파괴 방식으로 신속하게 검사하는 데 활용됩니다.

• 건설 및 플랜트 산업에서 구조물의 접합부 건전성을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.

기대효과

• 생산성 향상: 검사 공정 자동화를 통해 수동 검사 대비 처리량을 대폭 증대시킬 수 있습니다.

• 품질 신뢰도 제고: 측정자 오류를 배제한 일관된 기준으로 검사를 수행하여 제품의 품질 신뢰도를 높입니다.

• 비용 절감: 불량품 유출로 인한 리콜 비용 및 재검사 비용을 절감하고, 검사 공정의 인건비를 줄일 수 있습니다.

• 데이터 기반 관리: 검사 결과 및 마킹 데이터를 축적하여, 향후 공정 개선 및 품질 분석을 위한 데이터로 활용할 수 있습니다.

시장 동향

시장 규모 및 성장 전망

글로벌 비파괴 검사(NDT) 장비 시장은 지속적인 성장세에 있으며, 강화되는 안전 규제와 기술 발전에 힘입어 2024년 185.7억 달러에서 2032년 313.5억 달러 규모로 성장할 것으로 전망됩니다. 이 기간 동안 예상되는 연평균 성장률(CAGR)은 7.10%에 달합니다.

• 특히, 아시아태평양 지역은 인프라 투자 확대로 인해 연평균 5.97%의 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.

• 기술적으로는 인공지능(AI), 자동화 기술과의 융합이 가속화되어 더 빠르고 정확한 실시간 결함 분석이 가능해지고 있습니다.

• 장비 대여, 교육, 교정 등 관련 서비스 시장도 연평균 8%대의 높은 성장률을 보이며 동반 성장하고 있습니다.

주요 플레이어 및 경쟁 환경

비파괴 검사 장비 시장은 기술 집약적이며 일부 글로벌 기업들의 기술 의존도가 높은 편입니다. 경쟁은 특정 기술력과 적용 분야에 따라 세분화되어 있으며, 주요 수요처는 다음과 같습니다.

산업 동인 및 기회 요인

1. 강화되는 안전 및 품질 기준: 전 산업 분야에 걸쳐 제품 안전성과 신뢰성에 대한 요구가 높아지면서, 비파괴 검사의 중요성이 더욱 부각되고 있습니다.

2. 노후 인프라 증가: 교량, 발전소 등 노후화된 사회 기반 시설의 유지보수 및 안전 진단 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다.

3. 제조업의 고도화: 항공우주, 자동차 등 첨단 산업에서 더 복잡하고 정밀한 부품이 사용됨에 따라, 미세 결함을 찾아내는 고성능 검사 장비의 필요성이 커지고 있습니다.

4. 자동화 및 AI 기술의 접목: 로봇 및 AI 기술을 결합한 자동화 검사 솔루션은 인력 부족 문제를 해결하고 검사 효율을 극대화하는 새로운 기회 요인으로 작용합니다.

자료 출처: Data Bridge Market Research, KISTI Market Insight