한국기계연구원 책임연구원
우리 일상생활에서 필수품으로 자리잡은 자동차. 자동차는 다양한 기술이 접목되는 이른바 국가 기술력의 상징이다.
세계적인 자동차 수출국인 우리나라도 거대자본의 다국적기업들과 경쟁해 생존하기 위해서는 관련 기술의 확보가 관건이다. 특히 자동차 부품 일체화를 위한 성형용 원재료 제조기술은 핵심 분야 중 하나다.
21세기 프런티어사업단인 차세대소재성형기술개발사업단에 참여한 한국기계연구원 김성준(44·한국기계연구원 책임연구원) 박사는 이런 자동차 부품 일체화 성형기술 분야의 뉴리더로 인정받고 있는 과학자다.
자동차 부품 일체화 성형기술이란 복잡한 형상 또는 다수의 부품으로 구성된 제품을 1회 또는 극소수의 가공에 의해 최종 형상으로 생산하는 기술이다. 여러 조각을 만들어 제작하던 것을 한 번의 가공으로 처리하기 때문에 공정 단축, 재료비 절감, 부품 생산시 소비되는 에너지 절감을 기대할 수 있다.
예를 들어 자동차 엔진을 안치시키는 엔진 크레이들이란 부품을 보면 지금껏 6개 이상의 부품을 용접해 한 개의 부품을 만들었으나 최근에는 일체성형용 중간가공품인 튜브 하나로 간단히 제작하고 있다. 이렇게 하면 무게가 30% 이상 가벼워질 뿐 아니라 용접 없이 제작하기 때문에 제품의 강도와 신뢰성이 훨씬 높은 경쟁력 있는 제품 생산이 가능하다. 더욱이 일체화 소재성형기술을 이용하면 세계적 추세인 플랫폼 공용화도 함께 추진할 수 있어 세계 유수의 자동차기업들이 개발을 서두르고 있다.
김 박사는 최근 일체화 성형에 필요한 고강도 철강 원소재의 개발과 레이저 용접을 적용한 원재료 튜브 제조기술 개발을 목표로 연구를 진행하고 있다. 이를 통해 완성차뿐 아니라 부품 가공 분야에서 선진국과 경쟁이 가능해 막대한 경제적 효과가 기대된다.
3∼5년 내 강판소재 및 튜브 원재료 관련 국내 시장 규모만도 연간 930억원에 이를 것으로 예상된다. 그리고 이번 김 박사의 기술개발로 얻는 경제적 효과만도 소재 제조에 따른 기대이익이 연간 60억원, 원재료 튜브의 수입대체 효과가 연간 250억원, 그리고 제조공정의 단순화 및 부품 경량화로 에너지 사용량 절감액이 연간 56억원에 이를 것으로 예상된다.
김 박사는 서울대 금속공학과와 KAIST 재료공학과에서 수학한 후 미국 일리노이대학에서 금속공학으로 박사 학위를 받았다. 그동안 관련 분야에서 80여편의 논문과 4건의 특허출원 등 활발한 연구로 주목받아왔다. 이런 탁월한 연구성과를 인정받아 최근에는 대한금속재료학회에서 주는 가장 권위있는 상인 ‘윤동석상’의 수상자로 내정됐다. 그리고 97년 이후 KPC와 과학기술부 G7 프로젝트를 수행하면서 국내 최초로 진공 아크 용해로를 이용해 상업용 티타늄 잉고트(Ingot)를 개발하기도 했다.
김성준 박사는 “기존 원재료 제조방법만으로는 다양한 산업적 요구를 만족시킬 수 없으며 세계적으로도 부품 일체화 성형부품의 확대 적용이 활발해 조속한 시일 내 원천기술을 확보하지 못할 경우 국내 자동차산업의 경쟁력은 크게 저하될 것”이라고 경고했다.
<권상희기자 shkwon@etnews.co.kr>
차세대소재성형기술개발사업단 어떤 일 하나
차세대소재성형기술개발사업단(단장 한유동)은 전자통신용 고정밀 핵심부품, 고분자 복합재료 및 핵심 기계류 부품 생산 과정에서 제조 원가에 상당한 비중을 차지하는 성형공정을 단순화하거나 에너지가 적게 드는 신공정으로 전환하는 기술을 개발하는 데 주력하고 있다.
소재성형 분야에서 우리의 기술 수준은 선진국 대비 30∼40%에 그치고 있으며 복합재료부문의 경우 고정도 섬유 자동배열기술은 선진국 대비 10%, 3차원 프리폼 제조기술은 20%대에 그치고 있다.
차세대소재성형기술개발사업단은 이런 점을 감안, 적층형 세라믹 전자부품·분말성형 정밀부품·3차원 고분자 복합재료·기능성 정밀판재·부품일체화 성형기술 등 5개 분야에 대한 집중적인 연구를 통해 세계 최고 수준의 기술을 확보, 시장을 선도하겠다는 목표를 세우고 있다.
이 같은 목표를 달성하기 위해 목적지향적인 연구과제를 중점적으로 추진할 방침이며 소재성형 분야의 창의적인 아이디어를 실현할 수 있는 원천기술 개발도 병행할 예정이다.
<권상희기자 shkwon@etnews.co.kr>