Update2025.05.02 (금)
그동안 우리나라 산업발전의 근간이 됐던 용접 기술이 녹색성장 시대를 맞아 새롭게 응용되고 있다. 차세대 성장동력 산업인 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 반도체, LED 등에 접목돼 각광받고 있는 용접 기술의 현재와 미래를 살펴보는 자리가 마련됐다.
(사)대한용접접합학회(회장 이종봉) 고에너지연구위원회와 한국용접공업협동조합(이사장 남성대)은 최근 코엑스 컨퍼런스룸에서 ‘제15회 고에너지연구위원회 연구 발표회’를 개최했다.
이번 연구 발표회는 ‘신재생에너지산업을 위한 레이저 응용 기술’을 주제로 총 5개의 세션으로 나뉘어 발표됐다. 세션 1과 2의 초청 강연에는 일본 나고야 대학의 무네하루 쿠츠나 교수, 트럼프 사의 티모 베커의 발표가 있었다.
뒤이은 세션에서 김광수 GL선급 선임검사관은 ‘풍력타워 및 용접현황’이라는 주제발표를 통해 풍력발전의 대형화와 오프쇼어에 따라 풍력타워도 점점 커지는 추세라며 EN 10025, A709 등 다양한 타워소재를 소개했다.
김기철 포항산업과학연구원 박사는 ‘용융탄산염 연료전지용 분리판의 용접부 신뢰도’란 주제발표에서 연료전지구성요소 중 분리판의 용접기술이 성능과 스택운전의 핵심임을 강조했다. 개발중인 RSP-10000의 경우 용접선이 길게 늘어나 작업이 힘들지만 무게는 반으로 줄이고 비용은 100배로 줄일 수 있다. 그러나 용접이 실패할 경우 발화가 일어나 스택 전체를 못쓰게 되기 때문에 분리판 제작과정에서 자주 발견되는 용접부 결함은 매우 민감한 사항이다.
김 박사는 “연구결과 용접 결함은 모재 특성보다는 용접 전 거쳐야 하는 각종 전처리 과정에서 형성된 표면 부착 물질 때문”이라며 “표면 청정도를 높이면 균열을 줄일 수 있다”라고 설명했다.
노동훈 LG하우시스 BIPV 팀장은 ‘박형 태양전지 레이저 태빙공정 개발’을 주제로 발표했다. 태빙이란 태양전지와 금속 전극선을 열원을 사용해 일렬로 연결하는 공정을 말한다. 열을 이용하므로 이 과정에서 태양전지의 불량률이 높아지게 된다. 또한 과거 200μm이상의 웨이퍼를 적용한 태양전지는 태빙공정에서 큰 문제가 없었지만 원가절감을 이유로 태양전지의 두께는 점점 얇아짐에 따라 180μm 이하에서는 파손율이 높아지고 있다.
LG하우시스에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 국내 최초로 자동화된 레이저 태빙장비를 개발하고 지난해 특허까지 취득했다. 노 팀장은 “최근 레이저를 적용해 150μm 두께의 태양전지를 모듈화하는데 성공해 200μm에 비해 15%의 원가절감을 달성했다”고 설명했다.
박홍진 LTS 대표이사는 ‘LED TV용 도광판 제작에서의 레이저 응용’이란 주제발표를 통해 최근 엣지방식으로 박판화 되고 있는 LED TV 기술 동향을 소개했다. LED TV에 들어가는 LED칩은 2008년 960개였으나 올해에는 392개일 정도로 줄어들고 있다. 도광판도 지난해 4mm에서 올해 3mm로 얇아지고 있다. 이러한 초박형 LED TV의 핵심은 LGP(Light Guide Panel)의 품질향상에 있는데 레이저를 이용해 가공하는 방식이 각광을 받고 있다.
박 대표이사는 “레이저 LGP 가공법은 인쇄, 금형사출 등 다른 방식보다 10% 정도 더 우수한 휘도를 보인다”며 “다만 단점인 가격과 속도의 문제는 해결해 나가는 중”이라고 말했다. LTS는 55인치 기준으로 3분의 작업시간을 올해 중순까지 인쇄 방식과 비슷한 45초 정도로 줄일 계획이다.
이종명 IMT 연구소장은 ‘레이저를 이용한 건식 세정 기술을’ 통해 손상 표면을 정상표면으로 바꾸는 표면재생기술을 소개했다. 반도체 크리닝에는 습식 세정을 적용하기 힘들며 건식 방식인 플라즈마 크리닝, CO2 크리닝, 레이저 크리닝이 대표적으로 사용된다. 이 연구소장은 각각의 방식의 특징을 설명했다. 플라즈마 크리닝은 대기압에서 적용되며 균일하게 불순무을 제거할 수 있으나 지문제거도 못하는 점 등이 단점이다. CO2 크리닝은 세정력이 강하고 세정시 데미지를 적게 주며 장비를 이동하기 편하다는 장점이 있다. 레이저 크리닝은 오염물질하고만 반응하는 특징이 있다.
