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  • 기사등록 2013-04-24 15:38:37
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원천기술 확보로 新시장 선점해야




■ 기술의 정의 및 분류

금속을 가공하는 방법은 크게 용융(액체) 상태에서 가공하는 방법과 고체 상태에서 가공하는 방법으로 구분된다. 금속을 융점 이상으로 가열해 액체 상태로 만드는 기술을 특수용해기술이라 한다. 용융금속을 특수한 용기(주형, 몰드, 등)에 주입하거나 특수한 방법으로 형상을 가지는 제품을 만드는 방법을 특수주조기술이라 정의한다.

◇ 기술의 정의 및 분류

특수용해주조기술은 특수한 환경에서 금속을 용해하는 기술(특수용해)과 용융금속을 주형에 부어서 제품을 만드는 기술(특수주조)로 분류한다.

▲ 특수용해주조기술 분류.

◇ 적용부품

형상이 복잡하고 생산 경제성이 요구되는 부품을 제조하는 경우 주조 방식을 우선 고려해야 한다. 고온에서 공기(산소 또는 질소)와 반응하는 특수금속을 용해하는 경우, 특수한 분위기(진공·가압·저압·분위기·자장 등)에서 용해하는 동시에 주조 제품을 성형하는 공정기술이 필요하다.

■ 기술의 환경변화 및 중요성

◇ 환경 친화적 에너지 개발 활동 증가


주로 화석연료를 이용해 생산된 전기를 용해 과정의 에너지원으로 사용하기 때문에 CO2 저감은 용해 과정의 핵심 이슈이다. CO2 저감 노력의 일환으로 지난 30년 동안 미국·유럽·일본을 중심으로 용해 및 주조 과정에서 에너지 효율 향상을 위해 기술이 개발돼 왔다.

◇ 기술 및 시장 선점 경쟁 치열

용해 및 주조 분야에서는 신기술 개발에 의한 생산성 향상 및 신제품 제조에 따른 시장 선점 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 특히 기술적·경제적으로 우위를 점할 수 있는 친환경 용해 및 주조 원천기술 개발 확보 경쟁이 치열하다.

■ 특수용해기술 동향

◇ 진공 아크 재용해(VAR, Vacuum Arc Remelting)


VAR 공정은 전극 제조 시 전극 자체가 아크열에 의해 녹아서 용해되는 공정이다. 전극은 하나의 봉재로 이루어지기도 한다. 분말이나 스크랩을 용해하기 위해서는 소재를 압착한 다음 적정 크기로 용접한 후에 용해 공정을 거쳐 잉고트를 생산하게 된다.

▲ 전극의 진공 아크 재용해 과정.

VAR 공정은 진공 또는 불활성 가스 분위기(진공도 0.25-0.9 기압)에서 아크(Arc)를 발생(아크길이 2.5-5cm)시켜 수냉 동 도가니 내에서 용해해 잉고트를 제조한다. 제조된 잉고트의 화학적 조성 균질화를 위해 잉고트 표면의 산화층을 황삭해 제거한 다음, 이를 소모전극으로 사용해 2~3회 재용해한 후 건전한 잉고트로 제조한다. 현장에서는 2회의 재용해로 화학적으로 균질한 잉고트를 제조할 수 있기 때문에 장시간의 잉고트 균질화 처리 없이 바로 코깅(Cogging) 공정을 거쳐 판재 압연을 수행하고 있다.

화학용 부품 등과 같은 정적 구조물에 사용되는 소재는 VAR로 2회 재용해해 사용하는 반면에, 항공기 부품과 같이 동적 구조물에 사용되는 소재는 VAR로 3회 재용해해 화학적 균질성과 결함이 제거된 엄격한 품질 조건을 만족시키는 잉고트를 사용해 부품을 제조하고 있다.

▲ 재료연구소의 VAR 장비 및 작업 과정(80kg/batch).

최근에는 수율을 높이기 위해 전극을 원형으로 하는 대신 60% 단면적을 가지는 반원 형태(최소 안정적 아크 단면적)로 압착한 다음 선별된 스크랩(Scrap)을 용접해 1차 전극으로 사용한다. 이 경우 스크랩을 최대 50% 정도까지 재활용하고 있다. 그러나 항공기 부품에 사용하는 소재는 스크랩 사용을 제한하고 있다. 이는 스크랩을 사용하는 경우 불순물이 유입돼 피로균열의 원인으로 작용하는 것을 방지하기 위함이다.

소모식 VAR법은 생산비용이 적고 10톤 이상의 대형 잉고트 제조에 적합하다는 장점을 갖고 있어 상업적으로 널리 사용되고 있다. 그러나 용해속도 조절의 어려움, 성분원소의 편석, 전극 제작 시 침입형 불순물의 오염 등의 단점도 존재한다.

◇ 전자빔 용해(EBM, Electron Beam Melting)

열원으로 전자빔을 사용하면 보다 높은 온도를 얻을 수 있고, 전자기적 조절에 의한 열원의 위치 이동이 용이하다. 따라서 전자빔 용해는 고융점을 가지는 금속의 용해에 사용돼 왔다. 1905년 EBM 기술이 개발돼 탄탈륨 용해에 적용된 이래, 기술적으로 안정된 전자총을 제조하는 기술이 발전해 1970년대에 이르러 타이타늄 스크랩을 재용해하는 상용화 공정에 적용됐다. 타이타늄 용해용으로 사용되는 전자빔 용해로는 수냉 용해용기(Hearth)가 부착돼 있어 EBCHM(Electron Beam Cold Hearth Melting)이라 불린다.

EBM 장치는 원소재를 직접 수냉식 도가니에 장입한다. 그 다음 전자빔 토치(Torch)를 이용해 Hearth 윗부분을 선회하며 용해하고, 수냉 몰드 내에 용탕을 주입하는 연속주조 방법으로 잉고트를 제조한다.

▲ 수냉 용기를 사용한 전자빔 용해(EBCHM) 과정.

EBM에서 용해작업은 고진공 분위기 하에서 이루어진다. 따라서 용융상태에서 높은 증기압을 갖는 알루미늄과 같은 경량합금원소의 증발 손실이 발생하기 때문에 최종 제품의 합금 성분조절이 어렵다는 단점이 있다. 반면, 조업 과정에서 중금속이나 고밀도 불순물은 비중 차에 의해 Hearth 하부에 분리돼 잉고트에서 배재되는 장점도 있다.

◇ 플라즈마 아크 용해(PACHM, Plasma Arc Cold Hearth Melting)

PAM 기술은 열원으로 플라즈마 아크를 사용함으로써 용해 분위기를 자유롭게 바꿀 수 있는 EBM의 높은 정련효과와 VAR의 합금제조 능력을 겸비한 방법이다. 플라즈마 아크 용해는 상기 EBCHM에서 소개한 EB 총(Gun) 대신에 플라즈마 토치를 장착했다는 점 외에는 EBCHM과 매우 유사하다. 수냉 Hearth가 부착돼 있는 PACHM(Plasma Arc Cold Hearth Melting)도 널리 이용되고 있다. 산업적으로는 비소모성 전극 주위에 알곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 흘려주면서 직류 또는 교류 아크 열 플라즈마로 수십 MW까지 얻어내는 비이송식 또는 이송식 플라즈마가 주류를 이루고 있다.

▲ 플라즈마 아크 용해로 및 플라즈마 아크 용해 장비 .

◇ 유도 용해(ISM, Induction Skull Cold Crucible Melting)

ISM 방식은 열원으로 유도전기를 이용한다. 용해로는 전기전도도가 좋은 구리 내부에 수냉을 시키면서 와전류(Eddy Current)를 최소화하기 위해 수냉 Path가 있는 구리를 조각으로 구성하고, 수냉 구리조각 사이에 부도체를 삽입해 간극을 유지하면서 도가니를 구성할 수 있도록 제조돼 있다. 가열방식은 전자기적 유도전기가 흘러 장입된 금속이 도가니와 접촉하지 않는 상태에서 장입된 금속을 용해하는 방식이다.

ISM으로 용해하는 경우에는 수냉에 의해 용융금속이 얇은 Skull을 즉시 형성함으로써 도가니와 접촉을 하지 않은 상태에서 활성금속들을 용해할 수 있다. 또한 도가니와의 반응이 없을뿐더러 전자기적 힘에 의해 강력하게 저어가면서(Intensive Stirring) 여러 번 반복해 사용할 수 있기 때문에 첨가원소를 균일하게 합금화하면서 작업을 수행할 수 있다.

유도 용해법은 코일에 교류 전류를 흘려서 코일의 내부에 놓여 있는 금속에 전자유도 작용에 의해 와전류를 발생시키고, 와전류에 의한 줄(Joule) 발열을 이용해 용해하는 방법이다. 반면, 유도 스컬 용해법은 종래의 유도 용해에서 도가니를 수냉 동으로 바꿔 타이타늄을 용해해도 도가니에 의한 용탕 오염 문제를 피할 수 있는 것이 큰 특징이다.

유도 용해에서는 전자기력에 의해 용융 금속에 중심 방향으로 힘이 작용한다. 따라서 용융 금속이 직접적으로 수냉 동 도가니에 접촉하는 기회가 적고, 용탕이 동 도가니에 접촉하더라도 동 도가니가 수냉되기 때문에 경계면에서 즉시 응고돼 용탕이 도가니를 용손할 수 없다.

이 용해법의 최대 과제는 용해로의 대형화에 있다. 현재 사용되고 있는 용해로는 100kg 이하의 작은 주괴의 생산만 가능하다. 경제성을 향상시키기 위해서는 5-6톤 규모의 주괴가 요구되나 아직은 이러한 대형 장비는 실용화 되지 않고 있다.

주조신공정 통한 소재부품 개발 절실

신공정기술 연구개발 중심 전환 필요



■ 특수용해기술 개발의 주요이슈

◇ 경제성


제조원가·투자규모·생산비용 면에서 VAR이 압도적으로 우세하나 저가로 스크랩을 구입할 수 있는 경우에는 다른 용해방법도 경쟁이 가능하다. 작업조건이 비교적 단순하고 고장이 적고 수리가 용이한 VAR 장비의 특성상 초기 투자가 고려되는 국내실정에 더욱 유리할 것으로 보인다. 반면에 고품질의 잉고트나 소량의 특수 타이타늄 합금을 VAR로 제조하기 위해서는 2~3회의 반복 용해가 필요하다는 점에서 소재별로는 다른 용해방법도 경쟁력이 있을 수 있다.
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▲ 용해 기술의 경제성 비교.

▲ 다양한 용해로 비교.

◇ 결함의 종류와 방지대책

특수용해에 의해 제조된 잉고트 및 빌렛 제조 공정 중에 발생하는 결함은 원소재와 함께 유입되는 불순물에 의해, 부적절한 용해작업에 의해, 또한 열간 가공 중에 나타나게 된다.

▲ 잉고트 결함 종류 및 원인, 그 방지대책.

○ Type I 결함

원소재에서 유입되는 불순물에 의한 대표적인 결함으로 Type I 결함이 있다. Type I 결함의 종류로는 LDI(Low Density Inclusion), HID(High Interstitial Defect), HD(Hard Alpha) 등이 있다. 이러한 결함은 원소재로부터 또는 조업 중에 공기 또는 수분이 스며들어 이를 구성하는 산소, 질소 등이 용융 금속과 반응해 생기는 결함이다.

Type I 결함은 α 상을 안정화시키는 원소에 의해 발생되기 때문에 국부적으로 α 상이 편중되고 공공 또는 미세균열이 동반된다. 이는 유입된 가스 상이 응고가 완료된 고상 내에서 분압을 가짐으로써 국부적으로 공기 또는 가스 포켓이 형성되기 때문에 발생한다. Type I 결함이 잉고트 내에 존재하면 낮은 변형 양에서도 균열이 쉽게 일어나기 때문에 가공된 판재에서 피로강도가 현저히 저하된다. 이 결함은 한번 유입되면 후공정에서 복구할 수 없기 때문에 원소재 스폰지의 철저한 관리를 통해 수분, 산소, 질소 등의 유입을 차단해야 한다.

○ Type II 결함

Type II 결함은 HAD(High Aluminium Defect)라고도 불리는데, 알루미늄이나 주석과 같이 증발이 용이한 저융점 합금원소들이 응고수축부에 응축돼 나타난다. 이 결함은 α 상을 유발하나 강도가 모재에 비해 크게 높지 않기 때문에 덜 유해하다. Type II 결함이 존재하면 반복사용 중에 피로균열 크랙이 비교적 쉽게 생성돼 소재의 고주기 피로 성질이 저하된다. 주로 잉고트가 최종 응고하는 부위에서 발생하기 때문에 응고수축부를 제거하거나 응고 시 여분의 열을 가해 최종 수축부의 응고속도를 낮춤으로써 발생빈도를 낮출 수 있다.

○ Blocky α 결함

α 상 안정화 원소(Al, Sn 등)가 미세편석을 일으킴에 따라 국부적으로 β 상 변태온도가 높아져서 생성되는 α 상에 의한 결함을 Blocky α 결함이라고 부른다. 이러한 결함은 소재의 기계적 성질에는 크게 영향을 미치지 않는다. 그러나 초음파 검사로 쉽게 발견할 수 있으나, 성형공정 중에 β 상 변태온도 근처에서 서서히 승온 및 냉각시키면 없어지게 된다.

○ β Fleck 결함

β Fleck 결함은 잉고트 중에 β상 안정화원소(Fe, Cr, Ni, Mn, Cu 등)가 국부적으로 존재하는 경우, 이 영역에서 변태온도가 낮아져서 생기는 결함이다. 잉고트의 직경이 커질수록 발생빈도가 증가한다고 알려져 있다. 이 결함이 존재하면 피로균열의 시작점으로 작용해 향후 가공 단조품의 피로강도를 저하시킬 수 있으므로 피해야 한다. 이 결함은 Blocky α와 마찬가지로 β상 재결정 및 동적 재결정 과정에서 확산에 의해 제거될 수 있다.

○ Coarse Dendrite 결함

잉고트 응고 시 형성되는 조대한 수지상정(Coarse Dendrite)은 가공 중에 수지상정 경계면에서 균열을 유발시키므로 적절이 제거돼야 한다. 코깅 중에 균열이 발생될 때에는 이 균열의 지속적인 성장을 방지하기 위해 연마에 의해 초기균열 부위를 제거한 후 열간 소성가공을 수행해야 한다. 이 결함을 방지하기 위해서는 잉고트 제조 시 냉각속도의 조절에 의해 조대한 수지상이 생성되지 않도록 해야 한다.

○ 미세수축공(Micro Shringkage) 결함

미세수축공은 응고 시 수지상정 가지 사이에서 액상 금속의 공급이 충분하지 못한 경우에 생성되는 결함이다. 또한 염화물이 다량 잔류하는 스폰지를 사용하는 경우에도 잉고트 내에 둥근 모양의 미세수축공이 생성된다. 용해조업 중에 진공도가 낮은 경우에도 유입되는 잔존 산소나 질소에 의해서 미세수축공이 형성될 수 있다.

○ HDI(High Density Inclusion) 결함

HDI 결함은 주로 스크랩 중에 유입되는 절삭 바이트를 구성하는 고융점 불순물(WC, Mo, Ta, Nb 등)이 혼입되거나, 브리켓을 용접하는 과정에서 혼입된 비소모성 용접봉 소재(주로 W) 등이 타이타늄의 용해온도에서 녹지 않고 고체 상태로 존재함으로써 발생하는 고융점 원소 개재물에 의한 결함이다.

○ 수축공(Shrinkage hole) 결함

응고의 말기에 적정한 열이 유입되지 않으면 표면이 먼저 응고한 후 내부에서 응고수축이 일어남에 따른 수축공이 표면 직하에서 발생한다. 수축공의 크기는 일반적으로 잉고트의 크기에 비례해 생성되는데, 직경이 3cm 이상 되는 수축공은 차후 압연과정에서 압착되지 못하고 연신돼 긴 결함을 발생시키기 때문에 판재의 수율이 낮아지게 된다. 대부분의 공장에서는 비파괴검사에 의해 잉고트 내의 수축공 결함의 크기와 위치를 확인한 다음, 건전한 부위만 남도록 절단한 후 코깅과 압연공정에 넘어간다.

▲ 잉고트 용해 중에 나타날 수 있는 결함의 종류와 원인.

▲ 용해 과정에서의 결함 및 결험제거 방안 .

◇ 잉고트 결함과 방지대책

잉고트를 가공하는 과정에서 생길 수 있는 결함으로는 가공공정 중에 유입되는 표면 산화물, 불충분한 소성가공에 의한 미세조직의 불균일과 내부의 결함의 지속 존속, 낮은 가공온도와 심한 가공량에 기인하는 균열 등의 결함이 생성될 수 있다.

▲ 빌렛 과정에서 발생하는 결함의 종류 및 방지대책.

○ α Case 생성 결함

타이타늄과 같이 반응성이 높은 금속은 공기 중에서 산소와의 친화력이 크기 때문에 가공 중에 항상 산화피막이 존재한다. 잉고트 냉각 중, 또는 코깅이나 압연을 위해 잉고트를 장시간 가열하게 되면 고온에서 타이타늄과 공기 중에 존재하는 산소와 질소 등과의 반응에 의해 두꺼운 α Case가 생성된다. 생성된 α Case는 주로 타이타늄 산화물로 단단하고 취성이 높은 세라믹의 특징을 지니고 있기 때문에 비파괴 검사에 의해서 발견하기 어렵다. 잉고트 상태에서는 선반에 의한 황삭가공으로 표면을 벗겨냄으로써 제거가 가능하다. 가공된 잉고트는 압연작업 전에 모래에 의한 Short Blast나 화학적 밀링에 의한 방법으로 α Case를 제거하기도 한다.

○ Elongated α 결함

잉고트를 충분히 높은 온도((α+β) 변태온도 이하)에서 가열하지 않으면 동적재결정에 의한 2차 (α+β) 상이 충분히 생성되지 못하고, 상온에서 존재하던 α 상이 존속하면서 가공 방향으로 연신돼 Elongated α라는 결함이 압연재 내에 생긴다. 이러한 결함이 판재 내에 존재하면 미세조직 상의 Texture가 내재해 기계적 성질에 이방성을 나타내게 되므로 소재결함으로 작용하게 된다. 이러한 결함을 막기 위해서는 압연작업을 α+β 변태온도 이상에서 수행해야 한다. 변태온도 이하에서 압연을 하는 경우에는 가공량을 충분히 많이 주어 상대적으로 낮은 온도에서도 동적 재결정이 일어나게 해 연신된 초석 α 상을 제거해야 한다.

○ SIP(Strain Induced Pore) 결함

잉고트를 비교적 낮은 온도에서 열간 가공하게 되면 잉고트 내의 미세조직 차이에 의해 국부적인 영역에서 변형이 집중되면서 미세기공 등과 같은 결함이 생성된다. 이러한 결함을 SIP라 한다. 이러한 결함을 제거하기 위해서는 압연 가공 중에 가공온도를 적절하게 높이거나, 변형속도를 낮추면서 가공량을 충분히 많이 주어야 한다.

○ Fold 결함

표면에 생성된 산화피막을 충분히 제거하지 않고 소성가공이나 단조 작업을 수행하면 산화피막이 겹쳐서 소재 내에 유입돼 미세조직 상에 불균일한 결함을 유발한다. 이와 같은 결함을 Fold 또는 Lap이라고 부르며, 해당 결함이 최종 제품 내에 존재하면 미세조직의 불균일에 의해 정적 및 동적 기계적 물성이 국부적으로 현저한 차이가 나게 된다.

○ 모서리 균열

잉고트를 고온성형 할 때 모서리와 같이 냉각이 빨리되는 부위는 압연 작업 중에 적정 가공온도 이하로 냉각돼 모서리 균열이 유발되기도 한다. 이러한 결함을 제거하기 위해서는 잉고트의 모서리를 치거나 원형으로 적절히 가공해 모서리에서도 냉각이 서서히 이루어지게 기계가공하는 방법을 사용한다. 또는, 최종 가공온도를 적정온도 이상에서 수행해 모서리 균열을 막을 수 있다.

친환경 용해주조 기술 개발 경쟁 치열

용해주조, 경제성·결함방지 기술 핵심



■ 미국 동향

최근에는 정밀도가 높고 경제성이 우수한 항공기, 우주선, 병기 등과 같은 특수한 분야의 부품을 제조하기 위한 신기술과 소재의 고청정화 및 정밀도가 높은 주조품의 제조에 관한 연구가 진행되고 있다. 이 분야의 연구개발은 주로 대기업(GE, Pratt Whitney, PCC, Alcoa Howmet, Hitchiner 등)에서 진행하고 있다. 근래에는 특수금속(예, 타이타늄) 생체부품(임프란트, Hip Joint 등)을 청정용해 및 정밀주조 공정으로 생산하는 고부가가치 산업에 소요되는 연구개발이 진행되고 있다.

▲ 특수용해 및 주조 공정기술 - 미국 선도 연구기관.

■ 일본 동향

일본의 경우에는 이 분야의 독자적인 기업이 부각되기보다는 대기업에 소속된 조직에서 최종제품을 제조하기 위한 설비의 제조와 용해 및 주조 기술을 개발해 왔다. 즉, 일본의 5대 철강 메이저와 IHI, Hitachi, Mishubishi 등과 같은 대형설비 제조회사 중심으로 용해 및 주조 분야가 개발돼 왔다.

■ EU 동향

유럽의 특수용해 및 주조분야의 기술개발은 주로 대형설비을 제조할 수 있는 독일, 영국, 프랑스와 같은 서유럽 국가를 중심으로 발달해 왔다. 제 2차 세계대전 이후에 산업의 부흥을 위해 다양한 설비의 제조와 기타 부자재 등의 분야에서 많은 연구개발이 이루어졌다.

■ 국내 동향

◇ 연구개발 현황


기술 선진국과는 달리 한국의 특수금속의 용해 및 주조 기술은 1980년부터 산업용 대형 주조품을 제조하기 위한 대형 용해로와 철강 등의 용해를 위한 대형 용해로 위주로 발전해 왔다. 장비는 대부분 선진국에서 구매해 국내에서 활용하고 있는 수준이다. 일부 기업에서 고융점 활성금속인 타이타늄, 초내열 합금, 등에 관한 주조기술을 연구개발하고 있다.

◇ 선도 연구기관

국내 산업의 발전과 함께 대형 플랜트를 건설하기 위한 중공업 발전에 따라 이 분야의 기술도 다양하게 발전해 왔다. 최근에는 POSCO, 두산중공업, 현대, 삼성중공업 등과 같은 대형 제조사를 중심으로 설비의 국산화뿐만 아니라 대형 주조물을 제조하는 세계적인 기술을 개발하고 있다. 특히 대형 선박과 해양 시스템 등을 제조하는 산업이 발전함에 따라 대형물의 용해 및 주조 기술이 발전했고, 또한 자동차를 비롯한 일반 산업용 주조품을 제조하기 위한 특수용해 및 주조기술도 발전하게 됐다.

▲ 특수용해 및 주조 공정기술 - 국내 선도 연구기관.

◇ 기술경쟁력 분석

특수용해 및 주조 공정기술 분야에서 한국의 기술 수준은 선진국 대비 70% 수준으로 대부분 장비의 설치 및 활용 수준에 그치고 있다. 미국이나 유럽의 경우 항공 산업에 소요되는 기술적 우위를 가지는 제품을 제조하기 위해 정련과 재용해를 위한 EB 용해로 등의 신형 장비를 제조해 제품의 품질 면에서 향상된 기술을 보유하고 있다.

▲ 특수용해 및 주조 공정 - 기술격차 및 기술수준 .

■ 국내외 주요 기업의 생산 활동

최근 들어 미국 및 유럽의 경기위축으로 이 분야의 산업 활동도 많이 감소한 상황이나 세계 경기 부양과 함께 국내외 기업 활동도 호전될 것으로 예측된다.

▲ 특수용해 및 주조 공정기술 - 국내외 주요 기업의 생산 활동 .

■ 미래의 연구방향 및 국내 산업의 나아갈 방향

◇ 미래의 연구방향


특수용해 및 주조기술에 의한 부품제조 기술은 지금까지 가공, 분말야금, 단조 등의 공정을 이용했으며, 부품을 상대적으로 낮은 가격으로 제조할 수 있는 분말부품으로 대체하는 기술개발에 주력해 왔다. 그러나 자동차, 항공기 부품 등과 같은 일반 산업용 부품의 고강도화·다기능화·정밀화 추세에 따라 주조부품도 이러한 요구를 충족할 수 있는 획기적인 신공정을 개발해 적용해야 지속적인 성장을 유지할 수 있는 상황에 부딪혔다. 따라서 다양한 특수용해기술과 신주조기술을 접목하고 신접합공정에 의한 3차원 부품제조 등 다양한 신주조품의 개발이 요구된다.

친환경, 에너지 고효율화를 위해서는 철계 부품 위주에서 알루미늄·마그네슘·타이타늄 등 비철분말소재를 이용한 경량화를 추진해야 한다. 또한 특수용해 및 신주조기술을 이용해 복잡형상 부품을 저비용으로 제조하는 기술을 지속적으로 연구개발해야 한다.

◇국내 산업의 나아갈 방향

선진국의 경우 특수용해업체와 주조업체, 그리고 주조품을 사용하는 업체가 서로 구분돼 있기 때문에 업체 별로 각각의 고유기술을 보유하고 있다. 국내 특수용해를 통한 신주조제품을 개발하는 산업계가 중점으로 추진하고 있는 기존 소재의 개선 및 개량보다는 신물질 및 신공정에 대한 원천기술을 확보해 신시장을 선점하는 전략의 실행이 필요하다.

아울러 특수용해를 수행할 수 있는 장치와 장비의 개발이 더불어 이루어져야 신기술의 개발과 더불어 경제성이 우수한 주조품을 제작할 수 있다. 우리나라는 현재까지 완제품 위주의 조립 산업에서는 세계적인 경쟁력을 가지고 있으나, 기술을 통한 부가가치가 체화돼 있는 특수용해 및 주조 신공정을 통한 부품소재의 개발이 절실한 시점이다.

정부에서는 완제품 위주의 연구개발에서 부품소재 제작을 위한 신공정기술 연구개발 중심으로 전환함으로써 지속적인 경제성장에 박차를 가해야 한다. 특히 모든 산업의 기초원천이 되는 주조, 단조, 표면처리, 열처리, 금형 등과 같은 뿌리산업에 보다 많은 정부의 지원이 필요하다.

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