The Korean Society Of Automotive Engineers
[ 기 술 논 문 ]
Transactions of The Korean Society of Automotive Engineers - Vol. 26, No. 1, pp.106-112
ISSN: 1225-6382 (Print) 2234-0149 (Online)
Print publication date 01 Jan 2018
Received 05 Jul 2017 Revised 13 Sep 2017 Accepted 24 Nov 2017
DOI: https://doi.org/10.7467/KSAE.2018.26.1.106

자동차보수도장에서 교환도어패널의 보수도장 표준공정 매뉴얼 제작의 필요성에 대한 고찰

유창배*
신성대학교 자동차계열
A Study on the Necessity of Standards Repair Painting Manual for Replacement Door Panel in Car Refinish Painting
Chang Bae You*
Department of Automotive Engineering, Shinsung University, Chungnam 31801

Correspondence to: *E-mail: cbyou@shinsung.ac.kr


* This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium provided the original work is properly cited.

Abstract

This paper came up with a standardized vehicle repair painting manual for vehicle door panels that are exchanged due to major damage from the bolts(hoods, fenders, doors, trunk lids, etc.) used in vehicle refinishing. The task types can involve replacing panels with a large number of minor contacts and heavy traffic accident modes with new panels or affixing a new panel to the existing one. In general, if a vehicle got involved in a traffic accident or is repaired for various reasons, a repair stamp must be attached thereto based on the new vehicle's paintwork. Unlike the new-vehicle painting process, the vehicle repair painting process is highly dependent on the operator’s painting skills(i.e., performance, purpose, level, attitude, etc.) due to the nature of the painting task. In particular, vehicle repair painting should be carried out using coating structures such as that shown in Fig. 1 when repairing or changing a door panel. Due to the absence of a standardized vehicle repair painting manual, however, the number of work methods being employed in the 6,000 maintenance plants across the country(comprehensive, 1, 2, and 3) varies widely. To ensure that customers’ vehicles receive uniform repair painting, a standardized vehicle repair painting manual should be used. As such, this study produced a standardized vehicle repair painting manual for the change or repair of the rear door panels in vehicle repair plants. It is hoped that such standardized vehicle repair painting manual will guide the vehicle repair painting process henceforth.

Keywords:

Car refinishing, Standards repair painting manual

키워드:

CR : 자동차 보수도장, 표준보수도장매뉴얼

1. 서 론

자동차 제작사에서 신차가 제작되는 공장에서의 표준도장시스템에 의한 신차도막구조(Solid color & Metallic color)는 Fig. 1에서와 같이 철판면에 하도(ED Primer), 중도(Surfacer or Filler) 및 상도(Top coat)도막이 적용된다.2)

Fig. 1

New car painting process & structure of paint films (oem)1)

일반적으로 자동차가 운행중에 접촉사고나 여러가지 다양한 이유로 정비공장에서 차를 수리할 경우, 신차도장시스템을 기준하여 보수도장을 하게되어 있다. 하지만, 시스템에 의해 이루어지는 신차 도장공정과 달리 보수도장(Car Refinish Painting)에서는 대부분의 작업이 도장기술자에 의해 이루어지는 특성으로 인해 작업자의 도장기술능력(작업범위에 따른 수행능력, 목적, 수준, 의식, 경력, 태도, 자세 등)에 의존하는 경향이 매우 높은 편이다. 음식을 요리하는 설비, 장비 및 재료가 동일하더라도 그 음식을 요리하는 요리사가 누구며, 또 어떤 목적과 의도로 누구를 위해 만드느냐에 따라 음식의 품격과 맛에 큰 차이를 보이는 것과 같이, 화학제품이면서 반제품인 도료를 사용하는 도장작업에서는 동일한 설비, 장비 및 공구를 사용하여도 일정하고 균일한 도장품질을 만들어내기가 매우 어렵다는데 그 문제가 있다.

특히, 교환하는 도어패널을 보수도장 할 때 신차 도장시스템에 따라 보수도장시스템역시 표준매뉴얼의 공정대로 작업되어야 함에도 불구하고 현재 국내에 있는 6,000개 가까운 대부분의 정비공장(종합, 1, 2급)에서 표준보수도장 매뉴얼의 부재로(수입자동차 정비공장 제외) 인해 공장별 또는 작업자별로 상이한 작업방법으로 보수도장작업을 하고 있는 실정이다. 이 부분에 대한 문제점으로는 첫 번째, 국내에는 보수도장에서의 패널교환 및 판금 후 도장작업에 따른 표준매뉴얼이 없다는 점이다. 두 번째, 대부분 정비공장이 작업자 수급 불균형의 문제로 인해 인력난을 겪고 있고 세 번째, 작업자 및 정비공장별로 표준매뉴얼의 부재로 인해 작업방법에 있어 큰 차이를 보이기 때문에 일정하고 균일한 보수도장품질을 확보할 수 없다. 그렇기 때문에 이로 인해 발생되는 2차적인 문제로 실질적인 피해를 보는 대상이 정확하게 수리되지 못한 차를 타고 다니면서 향후 발생될 사고에 대한 두려움을 안고 불안해해야 하는 고객일 것이다.

따라서 본 연구에서는 자동차보수도장현장인 정비공장에서 작업하고 있는 교환도어패널을 포함한 대부분의 보수도장작업에 대한 보수도장공정상의 문제점을 도출하는 동시에 이를 분석하여 개선할 수 있는 방향을 제시하고 고객이 원하는 신차품질에 준하는 일정하고 균일한 보수도장품질을 확보할 수 있도록 하여 어떤 작업자가 작업하더라도 교환되는 도어패널 및 일련의 보수작업에 대해 표준화된 보수도장매뉴얼에 따라 작업할 수 있도록 하기 위한 목적으로 교환도어패널의 표준보수도장매뉴얼에 대한 가이드를 제작하게 되었다.2)


2. 실험 장치 및 실험방법

본 연구에서는 Fig. 2와 같이 보수도장에서 패널의 손상으로 인해 교환되는 볼트온패널(Bolt on panel) 중에서 교환도어(Changed New Doors)패널의 실제 포장된 모습과 그 도막구조를 나타낸 그림이다. 패널 손상으로 인해 수리(Repair)가 불가능하다고 판단될 경우에는 패널을 교환하는데 이때 교환패널은 부품회사에서 정비공장으로 공급될 때 Fig. 2의 점선에서 표시한 것과 같이 철판에 안팎으로 하도(Primer)인 ①전착 프라이머(EDP)가 도장된 상태로 포장되어 공급된다. 매뉴얼 제작을 위해 실제 교환도어패널을 준비하여 실험을 실시하였다.

Fig. 2

Structure of new part door paint film

2.1 실험장치

본 연구에서는 교환되는 도어패널에 대한 보수도장표준매뉴얼의 가이드를 제작하기 위한 보편화된 도장공정을 Fig. 3에 나타내었다. 본 실험장치로는 작업공정을 촬영할 카메라(Camera), 스프레이 건(Gravity type spray gun), 스프레이 부스(Srpay booth), 열처리실(Heat treatment room), 조색프로그램(Color matching program), 샌딩룸(Sanding Room), 도어패널(Door panel), 도료는 중도(Primer surfacer), 상도(Base coat & Clear coat)를 Fig. 4에 나타내었다.3)

Fig. 3

Schematic of generally refinish painting process

Fig. 4

Schematic diagram of experimental equipment painting system

2.2 실험방법

교환도어패널의 표준보수도장매뉴얼 가이드 제작을 위해 Table 1과 같은 실험조건에서 실험을 실시하였다.4)

Experimental condition

작업에 앞서 일련의 전체작업공정을 촬영하고 기록할 카메라를 안전한 곳에 3대 설치하였다. 연마작업과 도장작업을 구분하여 연마작업은 샌딩부스에서, 도장작업은 일정한 온도와 습도 및 풍속이 유지되는 스프레이 부스 내에서 실시하였다. 작업준비가 완료된 후 카메라를 작동시키고 포장된 도어패널의 포장지를 제거한 후 패널의 내부 및 외부 상태를 확인한 후 패널에 덴트(손상 ; Dent)와 같은 외부적 결함이 있는지 그 여부를 확인한다.

패널면의 내부 및 외부에 도장되어 있는 하도도막인, 전착프라이머(EDP)를 기준으로 표준보수도장매뉴얼 가이드 제작을 위해 다음의 공정대로 작업을 진행하고 촬영을 실시한다. 그 작업방법과 공정은 다음과 같다. 탈지작업→전착프라이머 도막연마작업→에어블로잉작업→탈지작업→해밍부위실링작업→실란트 건조작업→스프레이 부스 가동→프라이머 서페이서 도료 혼합→프라이머 서페이서 도장작업(2 ~ 3回)→프라이머 서페이서 건조작업(60 °C × 30 min)→프라이머 서페이서 연마작업(P600 연마지)→에어블로잉 및 탈지작업→상도 베이스코트 도료 혼합→상도 베이스코트 도장작업(3 ~ 4 回)→베이스코트 도료 자연건조(10 min)→상도클리어코트 도료 혼합(주제:경화제=2:1)→클리어코트 도장작업(2 ~ 3回)→세팅타임적용(10 min)→열처리작업(60 °C × 30 min)→스프레이 부스 냉각(10 min)→마무리(광택작업 ; 도장품질향상 및 결함부위 제거)에 이르기까지 작업 전반에 대한 동영상 촬영 및 사진촬영을 실시하여 전체작업공정과 작업시간 및 사용된 재료 등을 기록하였다.5)


3. 결과 및 고찰

3.1 교환도어패널의 표준보수도장매뉴얼 가이드 제작에 대한 분석

교환도어패널의 표준보수도장작업 매뉴얼 가이드 제작에 대한 전체공정 및 작업순서는 Fig. 5에 나타내었다. 그 상세한 작업순서 및 공정을 요약하면 다음과 같다.

Fig. 5

Schematic of standards refinish painting manual flow diagram

1.패널확인 및 준비작업(포장지를 벗겨내고 도어패널의 손상부위 여부 확인, 거치대 및 작업대에 도어패널 거치)→2.탈지작업1차(도어패널 내부 및 외부표면 탈지제를 이용하여 이물질 및 왁스 제거)→3.프라이머 도막 연마 및 먼지제거작업(패널 내부 및 외부 p600연마지로 연마, 에어블로잉으로 분진가루 제거)→4.탈지작업2차→5.실리콘바르기(방수, 방음) 및 건조작업(도어 안쪽패널과 바깥쪽 패널의 접합부위 실리콘 작업)→6.중도공정(텍클로스로 미세먼지 제거, 프라이머 서페이서 도장작업, 건조작업, 연마작업, 에어블로잉으로 연마가루 제거)→7.탈지작업3차→8.조색공정(수용성 상도 베이스코트도료 배합비 컴퓨터로 찾기, 도료혼합, 조색 테스트 시편 도장(베이스코트+클리어코트), 건조 후 색상비교, 조색이 완료될 때까지 진행{(기본배합 믹싱포함 최소 3~4차 진행)}→9.상도공정(수용성 베이스코트 도장작업 3回, 유용성 클리어코트 도장작업 3回, 열처리작업, 외관검사 및 마무리 광택작업)으로 나타났다. 교환도어패널을 보수도장하는 데 소요된 전체 작업시간은 총 299 min(4.98 hr)이 소요되었다. 이 작업시간에는 실제로 작업에 투입된 시간을 정미작업시간이라 하며 작업을 위해 스프레이 부스에서 샌딩부스 및 조색실로 이동하고 사용한 스프레이건을 세척한 시간은 준비작업시간에 해당하며 끝으로 정미작업시간과 준비작업시간을 제외한 나머지 도장간 여유시간(Flash off time)과 도장작업이 완료되고 도막을 건조하는 시간(열처리시간) 등은 여유작업시간에 해당한다.

교환도어패널에 대한 보수도장작업공정에서 실제로 작업시간에 투입된 정미작업시간이 (171 min, 57.2 %) 정도이며 나머지가 작업을 준비하고 이동하고 사용한 건을 세척하는 준비작업시간과 도장간 플래쉬오프타임과 도장이 완료되어 도막을 최종적으로 열처리하는 여유작업시간으로 나타났다.

또한, 교환도어패널을 보수도장하는데 소요되는 도료 및 각종 소모재료 등 그 종류가 다양하고 많은 공정을 거치는 동시에 신차도장품질과 동일 또는 그 이상의 품질을 확보하기 위해 고도의 도장기술이 요구된다는 것을 알 수 있다.6-9)

3.2 교환도어패널 표준보수도장매뉴얼 제작에 사용된 재료 소모량 분석

교환도어패널의 표준보수도장매뉴얼 작업에 소요된 각종 도료 및 사용된 재료에 대한 소모량을 분석한 결과를 Table 2에 나타내었다.

Amount fo consumption by type of material

Table 2에서 나타낸 것과 같이 유용성 프라이머 서페이서, 수용성 베이스코트 및 유용성 클리어코트의 경우에는 초기 도료를 혼합한 양과 실제로 도료를 사용한 소모량의 차이가 발생함을 알 수 있다. 특히, 도어를 장착된 상태가 아닌 교환패널의 경우에는 유리, 몰딩, 도어캐취, 악세서리(Accessorys) 등이 탈착(Not Installed)된 상태에서 도장하기 때문에 차체에 장착(Installed)된 상태에서 도장하는 것과 실제 도료소모량에서 차이를 보이는 것을 알 수 있다.


4. 결 론

본 연구에서는 자동차보수도장에서 교환도어패널의 표준보수도장매뉴얼이 필요한 이유와 이 연구자료가 매뉴얼 제작에 대한 기초 가이드 역할로 활용되기를 희망하며 다음과 같은 결론과 제안을 한다.

  • 1) 자동차 사고로 인해 패널손상이 심한 경우, 도어를 교환하여 보수도장 및 복원을 해야 할 경우, 교환되는 도어패널에 대한 보수도장공정에 대한 표준매뉴얼이 국내에는 수입차를 제외한 국산자동차에 대한 매뉴얼이 제작되어 있지 않기 때문에 이 연구자료를 통해 표준보수도장 매뉴얼의 필요성을 인식하는 계기를 마련하였다.
  • 2) 이 기초 가이드를 통해 보수도장현장에서 가장 많은 작업비중을 차지하는 볼트온패널(Bolt on panels ; DOORS(L/H, R/H, BACK), FENDERS(L/H, R/H), HOOD, TRUNK LID ASSY'등)의 보수도장작업의 표준공정 매뉴얼에 대한 기초 가이드 맵을 제작하였다.
  • 3) 교환도어패널에 대한 표준화 할 수 있는 보수도장 매뉴얼 가이드 맵을 통해 교환 및 수리하는 볼트온패널(Bolt on panels ; Door, Fender, Hood, Trunk Lid Assembly, 등)뿐만 아니라 용접식 패널(Welding Panels ; Rear Fender, Roof, A, B, C-Pillar, 등)에 대해서도 표준화된 보수도장 매뉴얼로 제작될 수 있는 기초자료를 마련하였다.
  • 4) 현재 국내 대부분의 정비공장(6000개중 90 % 이상)에서는 급변하는 자동차 소재변화에 맞게 수리하고 복원(본래의 신차기능 및 그 이상의 기능을 확보)할 수 있는 표준장비, 표준부품, 표준공구 및 그 재료 등이 수리 절차에 맞게 적용하고 사용하는 표준정비공장의 부재로 인해 고객의 차가 정확하게 수리되지 않고 있기 때문에 기준에 맞는 표준정비공장의 선별 및 지정과 함께 차별화된 공임을 적용할 수 있도록 관련 보험사 및 관계부처에서 절차와 협의를 거쳐 꼭 지정되기를 제안한다.

표준화된 공정과 정확한 매뉴얼에 의해 작업되지 않은 고객의 차는 고객 본인과 그 가족의 생명과 재산까지 위태롭게 할 수 있기 때문에 이 연구 자료가 보수도장에서의 모든 패널 작업에 대한 표준화된 보수도장공정매뉴얼 제작을 정부 차원에서 주도하여 관련 협회 및 전문가 협의회를 구성하여 제작되어지는데 기초자료로 활용되고 합리적이고 적정수준에서의 공임(기술료)과 표준작업시간 및 재료 등의 사용과 그 비용에 대한 산출기준의 기초 연구자료로 활용되기를 바란다.

References

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  • Automobile Repair Technique Research Academy Data, 2016.
  • C. B. You, “A Study on Suitable the Amount of Consumption of 2K Urethane Paint”, Transactions of KSAE, 18(5), p130-135, (2010).
  • C. B. You, “Effect of Clear Coat Film on Appearance Characteristics in Car Refinishing”, Transactions of KSAE, 19(1), p32-37, (2011).
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  • Chokwang-Glasurit Ratio-AQUR System, 1992.
  • Chokwang-Glasurit, Vehicle Refinishing Manual: Technical Data Sheet, 1992.
  • RSM(Renault Samsung Motor) Refinish Painting Manual, 93A Painting Process(93-03) Exchange Painting Process, 95A Polishing, 96A Color Matching, Painting Condition & Work Methods, 2011.
  • Audi Paintwork Repair, 2013.

Fig. 1

Fig. 1
New car painting process & structure of paint films (oem)1)

Fig. 2

Fig. 2
Structure of new part door paint film

Fig. 3

Fig. 3
Schematic of generally refinish painting process

Fig. 4

Fig. 4
Schematic diagram of experimental equipment painting system

Fig. 5

Fig. 5
Schematic of standards refinish painting manual flow diagram

Table 1

Experimental condition

Temperature 22.54 (°C)
Humidity 62.76 (%)
Velocity of wind 0.6 (m/s)
Viscosity of Clear coat 16.0 (sec)
Base coat 18.0 (sec)
Primer surfacer 20.0 (sec)
Used paint 2K PUR Clear coat
1K Acrylic base coat
2K Polyester primer surfacer
Spray gun typet Gravity type (surfacer 用, top coat 用)
Nozzle sizet Primer surfacer : 1.6(mm), Base coat, Clear coat :1.3(mm)
Heat treatment temperature 60 °C × 30 min ~ 45 min
Panelt L/H, DOOR PNL
Air pressure 2.0 bar (Max.)

Table 2

Amount fo consumption by type of material

Kinds of materials Consumption amount
주)실제도료 소모량(도료혼합량)
Clear coat(C/C)) 주)400(450)(ml)
Base coat(B/C)) 주)320(350)(ml)
Primer surfacer(P/S)) 주)300(360)(ml)
Thinner Lacquer(clean) 500(ml)
Urethane 60(ml)
Water base 300(ml)
Degreaser 50(ml)
Sand paper P(#)400 2(장)
P(#)600 3(장)
Paper towel 10(장)
Vinyl cup(1000 ml) 4(EA)
Color matching 用 test film (120×150) 5(장)
Color matching 用 paint Binder 713(ml)
Tinter 1 280(ml)
Tinter 2 7(ml)
Part oven(Test chip dry用) 1(식)
Water borne thinner 20(ml)
Electronic scale(6000g×0.01g) 1(식)
Mask(painting 用) 1(벌)
Painting gloves 4(켤레)
Tack rag(Tack cloth) 1(장)
Polishing brightener (Compound, Polishing, Coating agent) 1(키트)
Computer 1(식)
Color matching room (4000×2500×2000) 1(식)
Spray booth & Heat treatment booth (7000×4000×2800) 1(식)
Sanding booth (7000×4000×2800) 1(식)
Spray gun (gravity type) Surfacer 用 각 1(식)
Base coat 用
Clear coat 用
Paint film thickness gauge 1(식)
Silicon 1/2(EA)
Panel(DOOR) 1(식)