인클로저는 설계의 최종 단계에서 결정해야 할 중요한 선택 중 하나다. 애플리케이션에 적합한 인클로저를 선택하기 위해서는 내부식성을 비롯하여 크기와 무게, 온도, 전도성, 비용 등 다양한 조건들을 고려해야 한다. 하지만 가장 먼저 이뤄져야 하는 것은 재질의 선택이다. 금속 혹은 비금속 재질의 선택에 따라 주요한 특성들이 달라지기 때문이다.
예컨대 강도strength와 인성toughness은 인클로저 선택에 있어 가장 중요한 요소로 꼽힌다. 강도는 재료의 파괴 저항력에 대한 것이며, 인성은 갑작스런 충격을 견딜 수 있는 능력이다. 그런데 이 두 특성은 서로 반대적인 성질을 지녀 인성이 증가하면 강도가 감소하고, 반대로 강도를 높이면 인성이 줄어들게 된다.
그런데 오늘날 인클로저 선택에는 수많은 고려 사항이 존재한다. 중요 구성 요소의 보호라는 인클로저 본연의 역할은 동일하지만, 기술 발전에 따라 보호해야 할 대상 자체가 진화하면서 인클로저에게도 까다로운 조건들을 요구하고 있기 때문이다. IoT로 인하여 무선 통신을 방해하지 않으면서 동시에 민감한 전자 장치를 습기 등으로부터 더 철저하게 보호해야 하는 임무까지 맡게 된 것이다.
금속 인클로저
많은 설계 엔지니어들이 우선 고려하는 것은 금속 인클로저이다. 다른 재료보다 강하고 내구성이 뛰어나다는 선입견 때문이다. 이러한 인식의 옳고 그름보다 중요한 건 내구성에 대한 고려 자체가 필요하지 않을 수 있다는 점이다.
예를 들어 인클로저로 보호하려는 구성 요소가 자체적인 환경 제어 기능이 있는 장비의 내부 깊숙한 곳에 위치하고 외부 환경에 전혀 노출되지 않는다면, 내구성에 대한 고려는 필요하지 않다. 이러한 경우, 강성과 내구성보다 중요한 요소는 인클로저의 크기와 무게로, 자동차와 의료기기 등이 이에 해당하는 영역이다.
또 금속 인클로저는 종종 습기와 오염을 막기 위해 추가적인 밀봉을 필요로 한다. 금속 인클로저는 힌지와 문, 혹은 볼트와 나사로 조여야 하는 두 개의 부분으로 이뤄져 있기 때문에 침투 보호가 필요한 환경에서 추가적인 밀봉이 반드시 요구된다.
금속 인클로저를 사용할 때 고려해야 할 또다른 중요 항목은 내식성이다. 대부분의 금속은 사용되는 금속의 유형과 위치한 환경 조건에 따라 특정 조건에서 빠르게 부식될 수 있다. 세제와 화학 약품에 의한 지속적인 세척이 이뤄져야 하는 식료품 산업은 내식성을 인클로저 선택 조건의 최상단에 놓아야 하는 분야이다. 내식성이 우선될 때 일반적으로 고려되는 금속 재질은 스테인레스 스틸이나 알루미늄이며, 혹독한 환경에서 신뢰할 수 있는 보호 성능을 제공한다. 하지만 이들은 구매 비용이 높아 예산이 문제가 되면 사용하기 어렵다.
비금속 인클로저
비금속 인클로저에 가장 많이 사용되는 재질은 폴리카보네이트polycarbonate, 폴리스티렌polystyrene, ABS 등이다. 플라스틱 인클로저는 가벼운 무게를 가져 모바일 핸즈헬드 장치에서 활용하기에 이상적이며, 특히 다양한 재료 유연성으로 금속보다 적용이 용이한 특징을 지닌다.
예를 들어 태양광 노출로부터 내부를 보호할 수 있는 UV 안정제를 더하거나 유리 섬유를 추가하여 인장 강도·굴곡 강도·굴곡 탄성률 등을 높일 수 있는 것. 이처럼 플라스틱 인클로저는 재료 조합에 따라 내화학성·방수·전기 절연성 등 특정 요구에 맞출 수 있다.
나아가 플라스틱 기술이 지속적으로 진화하고 있다는 점도 기억해야 한다. 1년 전에는 없었던 특수한 조건의 플라스틱이 새롭게 개발되어 맞춤화된 기능을 제공할 수 있다.
애플리케이션 고려 사항
금속 인클로저를 사용하면 내부 구성 요소가 외부 간섭으로부터 자동으로 보호되므로 전체적으로 시스템을 강화할 수 있다. 이는 공작 기계, 중장비 등에서 중요한 부분이다.
그런데 어떤 애플리케이션 환경에서는 내화학성 등에 대한 추가 요구 사항이 있을 수 있다. 또 민감한 전자 장치를 보호하기 위해 추가적인 차폐가 요구될 수 있다. 이러한 환경에서는 특수 밀봉재를 사용해 인클로저의 차폐성을 높일 수 있는데, 전자 장치의 발열에 대비해 냉각 하드웨어 설치를 추가해야 할 수 있다.
또 오늘날 많은 장비와 시스템이 무선 통신을 사용하는 방향으로 업그레이드 되는 등 끊임 없이 진화하고 있다. 이로 인해 인클로저에서도 고려할 사항이 계속 추가되고 있으며, 인클로저의 새로운 발전을 요구하고 있다. 이 결과 최근에는 금속 인클로저보다 비금속 인클로저가 더 많은 관심을 받고 있다. 재료에 따라 다양한 유연성을 가질 수 있으며, 부식에 대한 강한 저항력과 가혹한 화학 물질의 사용까지 수용할 수 있기 때문이다.
결론적으로, 인클로저 선택의 가장 중요한 가이드는 애플리케이션이다. 모든 애플리케이션에 대해 동일한 인클로저를 사용하는 것은 올바른 경로 선택이 아니며, 애플리케이션의 다른 중요 요소와 마찬가지로 인클로저에 대한 요구 사항을 고려하여 신중하게 선택되어야 한다.
