한국소성가공학회(http://www.kstp.or.kr)가 주최하고 한국소성가공학회 금형가공 부문위원회와 한국생산기술연구원 금형기술그룹이 주관한 ‘제14회 금형가공 심포지엄’이 12월 1일 서울 메이필드 호텔에서 개최되었다. 이번 심포지엄에서는 국내 금형가공 분야의 기술 진보를 위한 산업계와 학계 간 상호 정보 교류의 장이 마련되었다. / 이예지 기자

뿌리산업은 주조와 금형, 소성가공, 용접, 표면처리, 열처리 등의 공정기술을 활용해 사업을 영위하는 업종을 말한다. 세계시장에서 점유율이 높은 자동차, IT(정보기술) 등 국내 주력산업의 성공도 뿌리산업의 뒷받침이 있었기에 가능했다. 이러한 뿌리산업 중에서도 금형산업은 제조업 전반의 품질 경쟁력을 좌우하는 핵심 기반산업으로 꼽힌다. 우리나라의 전자, 반도체, 스마트폰, 자동차산업 등이 발전할 수 있었던 바탕에는 탄탄한 금형가공 기술이 있기 때문이다. 

한국생산기술연구원 강정진 박사의 개회사와 한국 소성가공학회 김영석 부회장의 축사로 시작된 이번 심포지엄은 대구카톨릭대학교 기계자동차공학부 정우창 교수와 아주대학교 기계공학과 이병옥 교수의 초청강연으로 본격적인 막을 올렸다. 

정우창 교수는 ‘차체부품에 요구되는 Cold & Hot Stamping 금형 제조기술 동향’을 주제로 한 강연에서 금형 국책과제로 정부 산업핵심기술개발사업으로 선정된 ‘자동차 부품 성형용 장수명 금형소재 및 후가공 기술 개발사업(2011. 5~2016. 7)’의 총괄책임자 활동과 금형소재 신제품 개발 성공에 대한 성과를 소개하며, “최고 수준의 고강도소재로 자동차 부품을 성형하는 과정에서 취약 분야인 금형소재를 업그레이드하고 금형설계·제작, 열·표면처리, 프레스 성형·다이캐스팅 등 기술이 융합된 원천기술 개발을 통해 대중소기업 상생과 자동차산업 경쟁력 향상에 힘쓰고 있다”고 밝혔다.

또한 ‘사출성형기 배럴의 수지온도 변화와 측정 방법’이라는 주제로 발표를 맡은 이병옥 교수는 최근 새로운 수지온도 센서 개발에 대한 성과를 소개하며, “수지온도는 제품 품질과 관련이 깊은 중요한 변수로, 일반적으로 수지온도는 일정하다고 가정하지만 실제로는 한 사이클 내에서도 변화하기 때문에 수지온도에 대한 공정변수의 영향을 조사할 필요가 있으며 정확한 수지온도 측정방법이 필요했다”고 연구 배경에 대해 설명했다. 이어 “수지온도 센서는 빠른 반응성과 내구성이 높은 구조를 가져야 하는데, 일반적으로 사용되고 있는 기존의 쉬스(Sheath) 방식 온도센서는 반응속도가 매우 낮아 한 사이클 내의 수지온도 변화를 감지하지 못해 정확성이 떨어지는 단점이 있었다”며, “새로운 수지온도 센서는 맞대기 용접을 한 열전대 선과 실리콘 절연체로 구성된 와이어방식의 센서로, 고점도 유동을 견딜 수 있는 충분한 강도와 낮은 축열용량과 열 절연으로 인한 빠른 반응속도를 갖춰 보다 정확한 수지온도를 측정할 수 있게 됐다”고 밝혔다.

이번 심포지엄에서는 4차 산업혁명 시대의 핵심 기술 중 하나인 3D 프린팅 기술과 관련된 강연도 펼쳐져 눈길을 끌었다.

동명대학교 기계공학부 안일혁 교수는 ‘금속 3D 프린팅 기술을 이용한 비균질 조직의 생성과 절삭’을 주제로 한 강연에서 현재 금속 3D 프린팅 시장의 대부분을 차지하고 있는 선택적 레이저 용융(SLM) 방식에 새로운 오버랩(중복) 스캐닝을 제안했다. 안일혁 교수는 “SLM 공정에 의해 제조된 부품의 기계적 성질은 레이저 출력 및 스캔 속도와 같은 공정 파라미터(매개변수)에 의해 크게 영향을 받는데, 필 스캐닝(Fill Scanning)에서 프로세스 파라미터 세트(스캔 속도 및 레이저 출력)가 일정한 값으로 유지되면 부품의 기계적 성질이 균일해질 것으로 기대된다”고 설명했다. 아울러 미래의 가공 및 금속 기반 첨가제 제조 기술의 과제로 ▲가공 및 연마와 같은 후 공정을 고려한 공정 매개 변수의 최적화 ▲불균일한 미세 구조를 가진 부품의 가공 공정 최적화 ▲다중 재료로 구성된 부품의 가공 공정 최적화를 지목했다.

서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 박민수 교수는 ‘기능성 3D 프린팅’에 대한 강연에서 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 PP 타입의 ‘SLA 방식’과 PBF 타입의 ‘SLS 방식’ 3D 프린터의 연구 동향에 대해 소개했다. 특히 3D 프린트 구조물의 전도성 패터닝에 대한 연구에서 번식 공정으로 3D 프린팅 중에 바로 레이저를 이용해 전도성 패터닝을 할 수 있는 공정을 최근에 개발했다고 밝히며 3D 프린팅 구조물의 레이저 직접 구조화 연구에 대한 성과를 설명했다.