전기강판 및 적층 스택의 추적성: 히트 번호 + DPM 마킹 워크플로우

A 라미네이션 스택 제품의 가치는 그 제품에 얽힌 이야기를 얼마나 잘 전달할 수 있느냐에 달려 있습니다. 강재는 어디에서 왔는가? 어느 용해로에서 생산된 것인가? 어느 코일이며, 어느 날 슬리팅되었고, 어느 프레스에서 스탬핑되었는가? 2년 후 현장에서 모터에 고장이 발생하면, 누군가는 이러한 질문들을 던질 것입니다. 만약 그 질문에 답할 수 없다면, 그 고장은 단순한 기술적 문제가 아니라 법적 책임 문제로 비화될 것입니다.

이것이 바로 추적성이 존재하는 근본적인 이유입니다. 단순히 서류 작업을 위한 것이 아닙니다. 원료인 전기강판 코일부터 완성된 용접 또는 접착 코어에 이르기까지의 투명한 공급망입니다. 그리고 그 공급망에서 가장 중요한 두 가지 요소는 바로 열 번호 및 기계 판독 가능 코드 당신이 신체적인 부분에 집착하는 것입니다.

이 요소들이 어떻게 서로 조화를 이루는지, 어디에서 문제가 발생하는지, 그리고 실제 생산 현장의 혹독한 환경을 견딜 수 있도록 구축된 워크플로가 어떤 모습인지 하나씩 살펴보겠습니다.

왜 ‘히트 넘버’가 핵심 지표인가

먼저 강철부터 살펴보겠습니다. 전기용 강판은 코일 형태로 공급되며, 모든 코일은 제철소에서 생산된 단일 용융로에서 비롯됩니다. 해당 용융로에는 열 번호가 부여되어 있습니다.

‘히트 번호’는 단일 용해로에서 생산된 강재 배치를 식별하는 번호입니다. 특정 히트에서 생산된 모든 완제품은 해당 히트 번호로 거슬러 올라가 추적 가능해야 합니다. 히트 번호는 제철소에서 재료에 스탬핑, 스텐실 인쇄, 표기 또는 태그 부착 방식으로 표시되며, 해당 히트에 대한 제철소 시험 증명서에도 동일한 번호가 기재됩니다. 이 증명서야말로 진정한 가치를 지닌 것으로, 증명서에 기재된 화학 성분 분석 결과, 기계적 특성 및 등급 검증 정보는 해당 히트에서 생산된 모든 재료에 적용됩니다.

적층 스택의 경우, 이는 다른 많은 부품들보다 훨씬 더 중요한 요소입니다. 자성 특성, 코팅 화학 성분, 최종적으로 얻어지는 적층 계수 등 모든 것이 강종과 그 가공 공정을 통해 결정됩니다. 특정 배치의 코어가 사용 중에 과열되는 경우, 열 번호를 통해 제강소 인증서를 확인하고 실리콘 함량을 점검함으로써, 문제가 강재 자체에 있는지 아니면 후속 공정에서 발생한 것인지 파악할 수 있습니다.

이 인증서에도 공식적인 문법 규칙이 있습니다. EN 10204 표준은 4가지 인증서 유형을 정의하고 있습니다: 2.1(적합성 선언서), 2.2(비특정 시험 결과가 포함된 시험 보고서), 3.1(특정 시험 결과가 포함된 검사 인증서), 그리고 3.2(제3자 검증이 포함된 검사 인증서)입니다. 대부분의 중요한 작업의 경우, 3.1 인증서에는 공급되는 특정 열 또는 재료 배치에 대한 실제 시험 결과가 포함되며, 이는 제조업체의 공인 검사 담당자가 검증하고 서명하며, 시험 데이터는 납품된 재료의 특정 열 번호까지 추적 가능합니다.

이 형식이 너무 추상적으로 느껴지지 않도록 해독 예시를 들어보겠습니다. ‘2412-EF2-0847-SA516’과 같은 용해 번호는 2024년 12월, 제2 전기로, 847번째 용해, 해당 등급의 강재를 의미할 수 있습니다. 제철소마다 사용하는 체계는 다르지만, 그 논리는 비슷합니다. 즉, 날짜, 용광로, 순번, 강종 순서입니다.

열 번호 추적성이 끊기는 지점

이 부분이 바로 화려하지 않은 부분이며, 대부분의 시스템이 이곳에서 조용히 실패하는 지점입니다. 설계 단계가 아니라, 업무 인계 과정에서 말이죠.

포스트잇 관련 문제도 있습니다. 누군가 묶음에 붙인 포스트잇에 열 번호를 적어두었다가, 포스트잇이 떨어지면 어느 인증서가 어느 묶음에 해당하는지 아무도 기억하지 못하게 됩니다. 오타 문제도 있습니다. “H4827B”와 같은 히트 번호가 “H4872B”로 잘못 입력되면 시스템 상의 정보가 일치하지 않아 인증서를 찾을 수 없게 되고, 결과적으로 자재의 행방을 추적할 수 없게 됩니다. 그리고 창고 관리자들을 골치 아프게 하는 문제가 바로 ‘잔여물 유령’입니다. 주문을 위해 재료를 절단한 후, 남은 잔여물을 히트 번호를 기록하지 않은 채 선반에 다시 넣으면, 다음에 누군가 이를 꺼낼 때 그것이 무엇인지 아무도 알 수 없게 됩니다.

이것들 중 어느 하나만 놓고 보면 그다지 큰 문제가 아닙니다. 하지만 각각을 따로 보면 사소한 일처럼 보일 수 있습니다. 이를 수천 개의 재고 품목과 매달 수백 건의 배송 건수에 적용해 보면, 심각한 규정 준수 위험이 발생하게 됩니다.

해결책은 지친 직원들에게 더 많은 규율을 강요하는 것이 아닙니다. 사람이 내용을 다시 입력해야 하는 과정을 없애는 것입니다. 실질적인 ERP 요구사항은, 인증서가 재고 관리를 주도하는 동일한 열 기록에서 생성되어야 하며, 별도의 문서 시스템에 다시 입력되어서는 안 된다는 점입니다. 다시 입력하는 과정에서 불일치가 발생하기 때문입니다. 현장에서도 같은 원리가 적용됩니다. 입력하지 말고 스캔하세요.

자동차 및 전기차 모터 코어에 관한 참고 사항

만약 귀사의 스택이 차량 구동 모터에 사용된다면, 열 관련 수치는 단순한 모범 사례에 그치지 않고 감사 요건이 됩니다. IATF 16949를 기반으로 구축된 자동차 품질 시스템은 양방향으로 작동하는 로트 수준의 추적성을 요구합니다. 즉, 코일에서 해당 코일이 생산된 모든 코어까지의 전방 추적성과, 의심스러운 코일에서 해당 코일을 생산한 코일, 열, 공정 기록까지의 역방향 추적성을 의미합니다. 핵심은 문제 확산 방지입니다. 결함이 발견되었을 때, 어떤 코어가 영향을 받았는지 입증할 수 없다는 이유로 6개월 치의 생산분을 리콜하는 대신, 정확히 관련된 열(heat) 및 프레스 가동 분에 대한 노출을 제한해야 합니다. EN 10204 3.1 인증서는 이러한 요구 사항을 뒷받침합니다. 이는 추적성 체인의 기반이 되는 문서적 요소일 뿐, 추적성 체인을 대체하는 것은 아닙니다.

바코드 vs. QR 코드 vs. 데이터 매트릭스: 심볼 선택하기

특정 코드가 추적성 정보를 담을 것이라고 결정했다면, 어떤 종류의 코드를 선택할지 정해야 합니다. 이 코드들은 서로 대체할 수 없으며, 관련 마케팅에서는 그 차이점을 모호하게 만드는 경향이 있습니다.

간단히 말해서, 1차원 바코드는 간단하고 저렴하지만 저장할 수 있는 데이터 양이 거의 없습니다. 기존의 1D 바코드는 데이터를 하나의 수평선으로 저장하여 용량이 약 20자 정도로 제한되는 반면, QR 코드는 두 차원에 걸쳐 데이터를 저장하여 최대 4,296자까지 담을 수 있으며, 오류 정정 기능도 포함되어 있어 어떤 각도에서든 스캔할 수 있습니다. 데이터 매트릭스(Data Matrix) 코드는 소형 금속 부품 분야에서 주력으로 사용되며, 주로 소형 전자 부품이나 자동차 부품에 각인하는 데 활용됩니다.

특히 라미네이션 스택의 경우, 그 장단점을 다음과 같이 정리해 보겠습니다:

스캔 위치에 대한 실용적인 조언입니다. 부품의 경우, 더 많은 데이터가 필요하거나 스마트폰으로 스캔해야 할 때는 QR 코드를 사용하는 것이 좋으며, 자동화 환경에서 단순한 숫자형 일련번호라면 1D 바코드만으로도 충분할 수 있습니다. 많은 작업장에서 두 가지 방식을 혼합하여 사용하는 경우가 많으며, 이는 전혀 문제가 되지 않습니다. 부품에는 직접 표시된 간단한 식별자를, 포장이나 운송용 라벨에는 더 많은 정보를 담은 QR 코드를 사용하는 식입니다.

자주 간과되는 중요한 차이점 하나는, 부품에 있는 코드는 대개 not 모든 데이터를 저장합니다. 이 마크에는 데이터베이스를 가리키는 키(일련번호 또는 로트 ID)가 포함되어 있으며, 데이터베이스에는 열 번호, 제강소 인증서, 압연기, 코일 및 검사 결과 등이 모두 저장되어 있습니다. 이를 통해 물리적 마크의 크기를 작게 유지하면서도 기록은 시간이 지남에 따라 확장될 수 있습니다.

가공 과정을 견디면서도 코어를 손상시키지 않는 표식

라미네이션 스택은 가열 공정을 거칩니다. 이는 필수적인 과정입니다. 접착된 스택은 가열 처리를 받는데, 스택의 높이는 대개 이 가열 처리 후, 즉 핫멜트 접착 바니시의 경화 온도보다 높은 온도로 라미네이션 스택을 가열한 후에 결정됩니다. 어닐링 및 코팅 처리된 스택은 훨씬 더 많은 공정을 거칩니다. 따라서 마크는 오븐의 열을 견뎌내야 합니다.

열이 발생하는 모든 물체에 대해 접착식 라벨을 사용하는 것은 가장 먼저 떠오르는 방법이지만, 종종 잘못된 선택이 되기도 합니다. 기존의 수지 라벨이나 심지어 금속 라벨조차도 열에 노출되면 변색, 박리, 또는 인쇄된 텍스트와 바코드의 손실이 발생하는 경우가 많습니다. 열을 이용한 공정으로 라벨을 부착해야 하는 경우, 특수 제작된 내열성 태그를 사용할 수 있습니다. 금속이나 세라믹 판으로 제작되고 내열성 잉크로 코드가 인쇄되며 선택적으로 코팅 처리가 된 이 태그는 약 800°C에서 1200°C의 고온을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 마찰과 화학 물질에도 강합니다.

지워지지 않는 마킹을 원한다면, 직접 부품 마킹이 최선의 선택입니다. 레이저 마킹은 집속된 레이저 빔이 재료 표면을 변형시켜 영구적이고 스캔 가능한 2D 바코드를 생성하는 고정밀 공정으로, 잉크젯이나 라벨과 달리 제품의 수명 주기 내내 데이터를 선명하게 식별할 수 있습니다.

하지만 바로 이 부분이 마킹 전문가와 라미네이션을 실제로 이해하는 사람을 구분 짓는 핵심이며, 대부분의 가이드가 아예 생략해 버리는 제약 조건이기도 합니다.

단열 코팅은 마음대로 태워도 되는 표면이 아닙니다.

전기강판은 맨 금속 상태가 아닙니다. 각 시트에는 절연층이 코팅되어 있는데, 이는 무기 또는 유기-무기 코팅(잘 알려진 C-5/C-6 계열)이거나, 적층된 스택의 경우 자체 접착식 백랙(backlack) 층입니다. 이 코팅은 인접한 적층판들이 전기적으로 분리되도록 하기 위해 존재합니다. 이러한 절연이 바로 적층 코어가 와전류를 억제하는 핵심 메커니즘입니다. 시트 사이의 코팅을 손상시키면 적층판 간 단락이 발생합니다. 차단되었어야 할 전류가 이제 순환하게 되고, 와전류 손실이 증가하며, 코어는 레이저로 용접하여 봉합한 바로 그 지점에 국부적인 과열 지점이 발생하게 됩니다.

따라서 라미네이션에 직접 마킹을 할 때 실제로 두 가지 제한 사항이 있으며, 이 두 가지 제한은 서로 다른 파손 양상과 관련이 있습니다:

• 기계적 깊이. 라미네이션은 두께가 얇기 때문에, 마킹으로 인해 부품의 구조적 안정성이 훼손되어서는 안 됩니다. 일반적인 관행에 따르면, 변형이나 과도한 강도 저하를 방지하기 위해 표면 두께를 반드시 고려해야 하며, 대부분의 적용 사례에서 마킹 깊이는 부품 두께의 1/10을 초과해서는 안 됩니다. 0.20~0.35 mm 두께의 라미네이션의 경우, 이 자체만으로도 매우 좁은 허용 범위입니다.
• 단열 성능의 무결성. 이것은 깊이 규칙만으로는 막을 수 없는 경우입니다. 표면이 얕고 기계적으로 무해한 마킹이라도 코팅층을 기화시키거나 탄화시켜, 국부적으로 시트 간에 브리지 현상을 일으킬 수 있습니다. 그렇기 때문에 적층재의 경우, 조각이나 깊은 도트핀 공정보다는 표면 어닐링(열 마킹/변색) 레이저를 선택하는 것이 현명합니다. 어닐링 마킹은 금속을 파내지 않고 제어된 산화를 통해 표면 색상을 변화시키므로, 재료 제거 방식의 마킹에 비해 코팅층과 층간 저항을 훨씬 더 온전하게 유지해 줍니다.

실질적인 결론: 전자기적으로 문제가 되는 곳에는 마킹을 하지 마십시오. 자속이 흐르는 시트의 표면에 흠집을 남기는 것보다, 스택을 어셈블리로 표시하거나 비활성 에지로 표시하는 것을 선호하십시오. 또한 프로그램에서 시트별 마킹을 요구하는 경우, 층간 저항과 코어 손실을 단순히 코드가 스캔되었다는 이유만으로 내린 가정이 아니라, 실제로 시료를 측정하여 확인하는 합격 기준으로 삼아야 합니다.

모든 시트가 아니라 해당 구역을 표시하세요

보통 모든 시트에 표시를 할 수는 없으며, 그럴 필요도 없습니다. 입고 시 코일/로트에 표시를 하고, 이를 스탬핑 및 적재 기록에 디지털 방식으로 반영한 다음, 완성된 적재물에 해당 로트와 연결되는 일련번호를 부여하면 됩니다. 이 한 가지 조치만으로도 두께 및 코팅 문제의 대부분을 피할 수 있습니다. 왜냐하면 물리적 표시는 수백 개의 플럭스가 묻은 표면이 아니라 조립된 코어에 직접 이루어지기 때문입니다.

코드는 검증될 때까지는 실체가 없다

작업대에서 조명이 충분한 상태에서 한 번 스캔한 결과만으로는 거의 아무것도 입증되지 않습니다. 표준 스캔은 단순히 그 특정 스캐너가 바로 그 순간에 데이터를 읽을 수 있는지 여부를 확인하는 것에 불과합니다. 휴대폰 스캔은 유용한 기능 점검일 뿐, 적합성 인증서가 아니며, 전체 심볼 등급은 평균이 아닌 가장 낮은 매개변수 등급에 따라 결정됩니다.

그렇기 때문에 검증은 스캔과는 별개의 단계입니다. 바코드 검증은 규제 대상 산업에서 사용되는 보다 엄격한 절차로, 검증 담당자는 제어된 조명과 정밀 광학 장치를 사용하여 ISO/IEC 15415 또는 AIM DPM과 같은 국제 표준에 따라 코드를 등급을 매기며, 이를 통해 제품의 수명 주기 전반에 걸쳐 어떤 스캐너로도 코드를 읽을 수 있도록 보장합니다. 특히 직접 부품 마킹(DPM)의 경우, 일반적인 2D 표준만으로는 충분하지 않습니다. 직접 부품 마킹의 경우, ISO/IEC 15415와 함께 ISO/IEC 29158을 사용하면 스캔 성능과 더 나은 상관관계를 얻을 수 있습니다.

금속 부품과 관련해 사람들이 자주 헷갈려 하는 두 가지 사항:

조용한 구역. 코드 주변의 빈 여백은 장식용이 아니라 하중을 지탱하는 역할을 합니다. 퀀트 존(quiet zone)은 코드를 완전히 둘러싸고 있으며 다른 모든 표시가 없는 빈 공간으로, 연속적인 파인더 패턴으로 표시된 데이터 매트릭스의 경우 퀀트 존의 너비는 최소한 데이터 셀 하나 너비만큼이어야 합니다. 점선이나 핀 마킹의 경우 더 넓은 공간이 필요합니다. 일련의 점으로 구성된 코드의 경우, 퀄트 존의 너비는 최소 4개의 데이터 셀 너비만큼이어야 합니다.

파인더 패턴. 데이터 매트릭스에서 파인더 패턴은 “L” 패턴으로 알려진 두 개의 직교하는 선으로 구성되어 있으며, 이는 판독 알고리즘이 코드의 위치를 파악하는 데 사용하는 핵심 특징입니다. 오븐에서 L자 모양의 부분이 손상되면, 데이터 영역이 정상적으로 보여도 코드 전체를 판독할 수 없게 될 수 있습니다.

배치를 실행하기 전에, 실행한 후에가 아니라, 합격 기준을 설정하십시오. 요구되는 기준, 조명 배치, 등급 및 보고 범위는 모두 사전에 합의되어야 합니다.

워크플로우 구성하기

다음은 번호와 코드를 단 한 번도 다시 입력하지 않고 하나의 연결 고리로 묶어주는 워크플로우입니다:

1. 코일이 들어오고 있습니다. 수령 시 생산 배치 번호와 EN 10204 3.1 인증서를 디지털로 기록해 두십시오. 수락 전에 반드시 실물 제품의 생산 배치 번호와 인증서의 번호를 대조하십시오. 이 작업은 5분 정도 소요되지만, 번호 하나만 일치하지 않는다는 이유로 감사 시 전체 선적이 반품되는 상황을 방지할 수 있습니다. 해당 생산 배치 번호와 연동된 내부 로트 ID를 할당하십시오.
2. 스탬핑. 인쇄 작업에는 로트 ID가 참조됩니다. 스탬핑 처리된 모든 적층판은 전자적으로 해당 로트 정보를 상속받으므로, 시트별로 별도로 표시할 필요가 없습니다.
3. 쌓기와 결합. 라미네이션이 스택으로 구성되면, 로트 ID(그리고 이에 따른 열 번호)와 연계되는 일련번호를 생성하십시오. 표면 어닐링 레이저를 사용하여 데이터 매트릭스 형태로 마킹하되, 마킹 크기는 얇은 부품의 깊이 제한과 코팅 두께를 모두 고려하여 설정해야 합니다.
4. 열 단계. 표시는 가열 또는 어닐링 과정을 견뎌야 합니다. 직접 어닐링 레이저 마킹은 이를 충족하지만, 라벨은 대개 그렇지 않습니다.
5. 확인하십시오. 마지막 열처리 공정이 끝난 후, 합의된 ISO/IEC 15415 + 29158 등급에 따라 시편(또는 중요 제품의 경우 모든 부품)을 검증하십시오. 안전이 중요한 제품이나 자동차용 코어의 경우, 시편을 대상으로 층간 저항 및 코어 손실도 검증하십시오. 두 항목 모두 일련번호와 함께 기록하십시오.
6. 디지털 기록. 일련번호가 핵심입니다. 그 뒤에는 열 번호, 제강소 인증 번호, 코일, 프레스, 스택 높이, 검증 등급, 검사 결과가 이어집니다. 완성된 스택을 스캔하면 전체 공급망 정보를 확인할 수 있습니다.

이 모든 것의 요점은, 추적 가능성이 더 이상 누군가가 관리해야 하는 폴더가 아니라 업무 수행의 자연스러운 부산물이 된다는 점입니다. 데이터는 한 방향으로 흐르며, 각 단계의 인계 시점에 기록되고, 누군가가 무언가를 적어두는 것을 기억하는 데 절대 의존하지 않습니다.

자주 묻는 질문

라미네이팅한 것 하나하나마다 표시를 해야 하나요? 일반적으로 그렇지 않으며, 대개 그렇게 해서는 안 됩니다. 입고된 코일/로트에 표시를 한 뒤, 스탬핑 공정 전반에 걸쳐 디지털 방식으로 관리하고, 완성된 스택에 물리적 일련번호를 부착하십시오. 시트별로 표시할 경우 얇은 강판의 깊이 제한을 초과할 위험이 있으며, 무엇보다도 플럭스가 도포된 면의 층간 코팅이 손상될 위험이 있습니다.

레이저 마킹을 직접 수행하면 코어 손실이 증가하나요? 부적절한 공정을 사용할 경우 그럴 수 있습니다. 조각 가공이나 깊은 도트핀 가공은 절연 코팅을 손상시켜 인접한 시트 간 단락을 유발할 수 있으며, 이로 인해 와전류 손실이 증가하고 핫스팟이 발생할 수 있습니다. 조립된 스택이나 비활성 가장자리에 배치하여 제어된 산화를 통해 색상이 변하는 표면 어닐링 레이저를 사용하면 층간 저항을 대체로 그대로 유지할 수 있습니다. 추측에 의존하기보다는 시편을 통해 직접 확인하십시오.

QR 코드와 데이터 매트릭스 중 어떤 것을 사용해야 할까요? 금속에 작은 크기의 직접 마킹을 할 경우, 데이터 매트릭스는 정보 밀도가 높고 파인더 패턴의 내구성이 뛰어나기 때문에 일반적으로 더 적합합니다. 스마트폰으로 스캔하거나 포장재 또는 여행자 용품에 더 많은 정보를 담고자 할 때는 QR 코드를 사용하십시오. 1D 바코드는 자동화 생산 라인 환경에서 간단한 일련번호 표시에만 사용하십시오.

이 코드는 어닐링이나 백래크 베이킹 과정을 견뎌낼 수 있을까요? 직접 어닐링 레이저 마킹은 표면에 층을 덧입히는 방식이 아니라 표면 자체를 영구적으로 변화시키는 방식이기 때문에 내열성이 뛰어납니다. 일반적인 접착식 라벨이나 인쇄 라벨은 열에 노출되면 변색되거나 벗겨지는 경향이 있습니다. 고온 공정을 거쳐야 하는 태그가 필요한 경우, 특수 제작된 세라믹 또는 금속 재질의 내열성 태그를 사용하십시오.

철강 공급업체로부터 어떤 종류의 인증서를 요구해야 할까요? 대부분의 모터 및 발전기 작업에서 EN 10204 Type 3.1 인증서는 작업의 기준이 되며, 이는 납품된 자재의 특정 열량 수치와 연계된 실제 시험 결과를 의미합니다. Type 3.2는 고객이나 규정이 요구할 경우 독립적인 제3자 확인 서명을 추가하며, 이는 자동차 및 기타 고신뢰성 프로그램에서 흔히 볼 수 있습니다.

스캔 결과가 성공적이라는 사실만으로도 제 코드가 훌륭하다는 증거가 되지 않을까요? 아닙니다. 스캔 결과는 특정 조건 하에서 한 명의 판독자가 한 번 해독했다는 사실만을 증명할 뿐입니다. ISO/IEC 15415 표준(직접 부품 마크의 경우 29158 포함)에 따라 등급이 매겨진 검증기를 사용하고, 생산에 들어가기 전에 허용 등급을 설정하십시오.