▲ 강재훈 한국기계연구원 박사가 스마트 서보프레스를 설명하고 있다..

기존 프레스 대비 50배 강하면서 가격은 저렴하고 전기소비량도 확 줄인 제품이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

미래창조과학부 산하 한국기계연구원(원장 임용택)은 광응용기계연구실 강재훈 박사팀이 회전속도와 위치 등을 자유롭게 제어할 수 있는 서보 모터를 이용, 경량소재도 정밀하고 빠르게 성형할 수 있는 첨단 프레스를 개발했다고 26일 밝혔다.

‘쎄다(SEDA, Smart and Ecological Dual servo motor driven Advanced mechanical press) 프레스’로 명명된 이 프레스는 한 방향으로 단순 회전 운동하는 일반 모터 대신, 회전속도와 방향을 자유롭게 제어하는 서보 모터(Servo Motor)를 사용했다.

특히 연구팀은 2개의 서보 모터를 마치 사람의 팔 같이 좌우 대칭 형태로 배치함으로써, 누르는 힘의 크기를 고효율로 키울 수 있는 고유 메커니즘을 개발했다. 프레스 성형 후 좌우 양 끝의 처짐 변형량(양단 편심량)이 9㎛(마이크로미터) 이내가 되도록 능동제어 할 수 있다.

쎄다 프레스는 기존 1개 서보 모터를 사용하는 프레스 대비 최대 50배 이상 프레스 가압력을 낼 수 있으며 75%까지 가격을 낮췄고 전기소비량도 30% 줄였다. 특히 성형 속도나 지연시간 조절을 자유롭게 할 수 있어 알루미늄·마그네슘 합금, 고장력판과 같이 뛰어난 복원력과 균열 발생으로 프레스 작업이 어려운 난성형 경량재 소재의 성형에 적용이 가능하다.

기계연은 현재 국내 프레스 시장(약 8,500억원)의 약 30~40%가 서보 프레스로 대체될 것으로 전망했다.

연구책임자인 강재훈 박사는 “이번에 개발한 서보프레스는 PC기반으로 운용되는 작업자 친화형의 조작 프로그램과 함께 성형 상태를 실시간으로 보여주는 그래픽 기능 등도 다양하게 갖춰 비숙련자들도 쉽게 다룰 수 있다”고 밝혔다.

임용택 원장은 “성형기계의 환경친화성과 성형품의 정밀도 향상에 크게 기여할 수 있는 서보프레스 개발이 이루어진 것은 국내 뿌리산업 및 기계산업의 경쟁력 강화에 큰 발전을 이룰 수 있는 좋은 계기가 됐다”고 밝혔다.

한편 이 기술은 산업통상자원부 산업원천연구개발사업인 ‘지식기반 자율제어형 초정밀 디지털 서보프레스 시스템’의 일환으로 추진됐으며 화일프레스와 남양기업이 참여했다. 현재 국내특허가 5건 등록됐고, 국제특허 출원도 추진할 예정이다.