중소기업을 위한 기술개발과 기술지원을 주 업무로
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제2회부산국제용접&절단&레이저설비산업전시회
생기원 중소기업을 위한 기술개발과 기술지원
한국생산기술연구원 본부장·수석연구원 김 정한/ 정밀접합팀장 강 문진
한국생산기술연구원(KITECH: The Korea Institute of Industrial Technology)은 산업자원부에 의해 1989년 설립되었다. 산업의 6대 생산기반기술인 주물/용접/금형/표면처리/열처리/성형(소성가공)은 제품의 제작 중간 과정마다 녹아들어 최종제품을 만들어내는 기술로, 눈에 띠지 않고 숨어 있는 공정기술이지만 중요 기술이다.

국내에는 많은 기업들이 6대 생산기반기술사업을 하고 있으며 KITECH는 이러한 기업에 장비를 구축하고, 연구원으로서 자문을 제공하는 등의 도움을 주는 역할을 담당하고 있다. 특히 대기업과 달리 인력부족과 고가의 시험·평가장비 부족으로 고충을 겪고 있는 중소기업을 도와 기업들이 보유하지 못한 장비들을 활용할 수 있도록 하며, 기업들의 연구원 역할을 대신하고, 연구소 역할을 하는 것이 산업자원부가 KITECH를 설립한 취지이다.

KITECH는 중소기업을 위한 기술개발과 기술지원을 주 업무로 하고 있다. 이미 전국 10여 지역에 한국생산기술연구센터가 위치하고 있으며 독일의 프라운호퍼 연구소처럼 산업밀집지역에 위치하여 업체 바로 곁에 위치하여 업체를 찾아가는 활동을 펼치고 있다. 이는 더 많은 기업이 효율적으로 KITECH를 이용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 현재도 이러한 활동의 일환으로 울산 지역에 한국생산기술연구센터를 짓고 있으며, 전주 지역에도 연구센터 설립을 추진 중에 있다.

한국생산기술연구센터의 인천연구센터는 김 정한 본부장의 지휘 아래 6대 생산기반기술을 지원하고 있다. 특히 용접 기술은 조선업, 자동차 산업, 건설업을 포함해서 우리나라의 전반적인 산업에 안 쓰이는 데가 없으며, 많은 경우 좋은 용접은 좋은 제품을 생산할 수 있도록 하는 주요 요건 중의 하나이다. 그러나 금속과 금속의 특징에 따라서 용융의 각종 현상들을 적절하게 유지시켜 서로 잘 붙도록 만들어야 가능한 ‘좋은 용접’이란 말처럼 쉽지 않다.

모든 산업 분야에 필요하며, 좋은 용접을 위해 더욱 중요한 용접기술 개발과 기술지원, 용접에 쓰이는 용접재료의 개발, 용접기의 개발·개선 등을 위해서 한국생산기술연구원은 활동하고 있다.

우리나라에서 많이 발전해 큰 산업군을 이루고 있는 조선업, 자동차산업과 같은 중공업에서 쓰이는 주요 생산기술이 바로 ‘용접’이다. 그리고 현재 매우 크게 성장한 전자산업에 필요한 생산기반기술은 ‘접합’이다. 산업 발전으로 제품이 점차 소형화되면서 더욱 섬세한 작업이 요구됨에 따라 굉장히 정밀하고 세밀한 접합, 용접기술을 필요로 하게 되었다.

이처럼 처음에는 조선, 자동차산업에 필요한 기술부터 시작해서 전자에 필요한 접합기술까지 산업기술의 변천과정을 겪으면서 ‘용접자동화 연구팀’으로 시작해서 5년 동안 ‘용접접합 연구팀’, ‘정밀접합 용접팀’, 그리고 현재의 ‘정밀접합팀’에 이르기까지 팀 명칭의 변화가 있었던 것이다.



KITECH의 정밀접합팀은 많은 업무를 하고 있지만 큰 틀로 기술개발과 기술지원 사업으로 분류할 수 있다. 강 문진 정밀접합팀장은 『현장에서 어려워하고, 또 개발도 용이하지 않은 부분에 대한 새로운 기술, 미래형 기술, 첨단 기술 개발 업무와 제조회사의 제품 생산 시 품질이 일정한 수준에 미치지 못하거나 애로점이 생겼을 때 이를 해소하고, 현장상황을 개선하는 기술 지원 업무이며, 그 중 기술개발 활동이 65~70%, 기술지원 업무는 그 나머지 30~35%를 차지하고 있다』고 정밀접합팀의 주요 활동을 소개했다.

정밀접합팀에는 모두 각자 전공이 다른 열 명의 박사급 연구원이 있다. 용접금속, 기계, 자동화, 접합 등 많은 전공 연구원들이 있고, 강 문진 연구팀장 역시 88년도 국내 최초의 인버터 용접기를 개발하는 등 용접기기 분야에서 세계적으로 명성을 떨치고 있는 연구원으로 다양한 연구활동을 하고 있다. 이처럼 연구원 각자의 전공에 따라 기술 개발 연구가 이뤄지고 있으며, 여러 분야의 전공자들이 모이거나 아니면 단독으로, 혹은 다른 연구팀이나 외부의 연구기관과 협력해서 하는 등의 방법 중 하나를 택해 프로젝트를 진행하고 있다.

정밀접합팀의 활동이 워낙 광범위하기 때문에 구체적으로 열거하기 쉽지 않지만, 그러한 작업 중에서 중요한 몇 가지 프로젝트를 소개하고자 한다. 정밀접합팀의 주요 수행과제로는 1. 중공업 생산성 향상을 위한 레이저-아크 하이브리드 용접기술 개발 2. 전자제품 무연솔더링 공정기술 인프라구축 및 지원사업 3. 마이크로조이닝 공동연구 기반구축사업 4. 무예열 고강도 용접 재료 개발 5. 부품소재 신뢰성평가기반 구축사업 6. 디지털 제어형 인버터 제어방식의 아크 용접시스템 개발 7. 파형제어 아크 용접기술 개발 8. 모노레일 시스템 적용 PCB의 무연적용 공정기술 개발 9. 비용접구간 자동 용접용 지능형 캐리지 설계 및 제작을 위한 기술지원 10. 유해 작업환경 제거를 위한 브레이징 공정장치 개발 11. 알루미늄/동 이종금속 접합기술 개발 12. 자동차부품산업클러스터구축이 있다.

그리고 그 중에서도 우선 ‘레이저-아크 하이브리드 용접기술 개발’을 위한 프로젝트가 진행 중이다. 조선소에서는 배를 빠른 시간 내에 건조시켜야 다른 배를 건조할 수 있다. 이를 위해서는 생산성 향상이 굉장히 중요하기 때문에 시간을 줄이는 방편으로 레이저 용접이 쓰인다. 그러나 조선소에서 쓰이는 강판들은 굉장히 두껍고, 쓰이는 기계들도 수 십 미터 씩 되는 반면 레이저 용접의 초점 직경은 0.15㎜ 정도에 불과해 용접 품질의 문제가 생겨나게 된다. 때문에 생산성을 향상시킬 수 있는 레이저 용접에 아크 용접을 하나로 결합시켜 하나의 용융을 같이 일으키는 레이저-아크 하이브리드 용접기술 개발을 연구 중에 있다. 또한 2㎜까지 벌어져도 용접이 될 수 있도록 하는 레이저-아크 하이브리드 용접기를 정밀접합팀에서 이미 개발한 상태이다. 이는 매우 큰 대형 사업으로 이러한 기술이 조선업에서 굉장히 중요한 역할을 할 것으로 예견된다.

이 외에도 기술적, 학술적으로 중요하고, 제품 생산에도 매우 중요한 기술로 산업 전반에 많이 쓰는 용접기와 관련, KITECH 정밀접합 팀에서는 선진국 수준과 대등한 용접기 개발 연구를 활발히 하고 있으며, 전세계에서 세 번째로 스위칭 주파수가 100㎑인 인버터 용접기 개발에 성공, 3개 社에 기술 이전을 하였다.

또한 KITECH 정밀접합 팀에서는 micro joining 기반 구축 사업을 하고 있다. 우리나라 산업 경향이 ‘고부가가치 시대’로 흘러가면서 고급 제품 생산에 초점을 맞춰가고 있다. 때문에 과거에는 제조업의 주류가 대형 제품 생산에 있었다면, 근래에는 초정밀, 초소형으로 변화되는 추세에 있다. 예를 들어 전자 부품들이 가능하면 소형화되는 것도 그러한 경향의 하나이다. 강 팀장은 『정밀접합 팀에서 소형 부품을 용접하거나 접합하는데 필요한 기술 인프라를 구축함으로써 우리나라의 모든 기업들이 그러한 첨단장비를 활용, 자체 기술 개발을 하거나 KITECH와 함께 기술 개발을 꾀할 수도 있고, KITECH이 기술 지원을 할 수도 있을 것』이라는 기대를 나타냈다.

그리고 정밀접합팀에서는 무연 soldering 기반 구축 사업을 벌이고 있다. 이는 금년 7월부터 납 성분이 함유된 전자제품의 對유럽지역 수출이 봉쇄되는 상황에 대해 대비하기 위한 프로젝트이다. 납과 같은 중금속이 폐기되면, 빗물과 같은 것들을 통해서 지하수로 흘러 들어가고, 결국 사람에게 이러한 중금속이 영향을 끼치고 환경 오염을 크게 가중시키게 된다. 그래서 90년대 중반부터 이러한 중금속의 제품화를 금지하기 위한 많은 노력이 지구 환경 협약, CO₂규제와 같은 맥락 하에 이루어져왔다. 이처럼, 납, 카드뮴, 육각 크롬 등의 중금속이 들어간 제품을 수입 규제하는 정책들이 그동안 많이 추진되어왔다.

납땜을 할 때 들어가는 재료를 solder라고 하는데 지금까지는 solder에 주로 납을 사용해 왔다. 몇 천 년 간 납땜을 해 오면서 우리는 이러한 방식을 ‘납’땜이라고까지 이름 붙여왔고, 게다가 오랜 기간 ‘납’을 사용해오면서 납땜에 대한 결함, 크기 등의 문제점이 다 해결되었다. 때문에 납을 빼고 solder 재질을 만들게 되면 잘 붙지 않고, 붙는 온도는 높아지게 되어, 특성이 굉장히 나빠지게 되고 더불어 생산 가격도 올라가게 된다. 과거 PCB와 같은 전자제품에도 전부 납을 사용해 왔다. 하지만 이 규제에 따라 이제부터 납이 함유되지 않은 소재를 사용해야 하는데, 이것을 연구하는 것이 바로 무연 soldering 기반 구축 사업이다. 우리나라 산업 전체로 보면 무연 soldering은 우리나라 전자 산업의 경쟁력에 엄청난 영향을 미칠 수 있다.

그러나『아직까지도 유럽 지역에 대한 납 성분 함유 제품의 수출 규제를 우리 중소기업들이 큰 문제로 느끼지 못하고 있어 이에 대한 대책 마련이 시급하다』며 무방비한 상태에 있는 우리 중소기업들의 현실에 김 정한 본부장은 안타까움을 금치 못했다.

몇 년 전부터 중금속 사용의 국제적 규제에 대한 공언이 있어왔고, 이미 유럽 지역에서는 2006년 7월 1일부터 8가지 전자제품에 대해서 수입을 하지 않겠다는 방침을 발표했다. 납이 들어간 solder의 경우 지금에서는 모든 문제점이 다 해결되어 있지만 납이 들어가지 않은 solder는 많은 문제점들을 갖고 있다. 이에 대기업들은 그런 어려움을 인식해 그런 solder 제품 사용에 따른 문제점에 대비해 왔지만 중소기업은 그런 개념도 미약하고, 인력도 없어 이에 대해 무방비한 상황이다. ‘똑같은 접착제인데 A풀을 쓰던 B풀을 쓰던 무슨 차이가 있겠느냐 때가 되면 바꾸면 된다’하는 것이 대부분의 중소 기업의 생각이다. 그러나 이런 규제에 따르자면 현재의 납땜은 공정장비부터 바뀌어야 한다. 그래서 KITECH에서는 정부 차원의 대안 마련을 제안했고, 지금 그러한 활동을 시작한 지 2년 정도 되었다.

강 문진 팀장은 『현재 납이 들어가지 않은 solder 제품을 몇 가지 개발했고, 앞으로도 계속 solder 개발을 위해 연구할 것』이라고 현재의 진행상황과 계획을 밝혔다. solder가 바뀌게 되면 공정도 전부 바뀌게 되는 등 상당한 변화가 일어날 것이다. 중소기업들이 겪을 어려움을 해소하기 위해 그러한 변화에 필요한 장비와 기술을 KITECH에서 어느 정도 구축해 놓은 상황이며, 앞으로도 계속 변화하는 상황에 맞춰나가기 위한 노력을 기울일 것이다.

이 외에도 다양한 연구 성과를 학술/논문/학회를 통해 활발히 발표해 왔으며, 강 문진 팀장은 『올해 해외 SCI급 저널만 따져도 정밀접합팀에서 7~8편 정도의 논문 발표가 가능할 것』이라고 예상했다.
그러나 이러한 노력에도 불구하고, 아직까지 국내 용접업계의 현실은 그다지 밝지 못한 것이 사실이다. 현재 일반적인 국내 용접기는 150만원이면 충분히 살 수 있으며, 실제로 국내 업체에서 생산한 300A의 TIG 용접기가 40만 원대에 판매되며, 이 가격으로는 용접기가 고장만 일으켜도 업체에 적자가 나는 상황이다. 이처럼, 출혈 경쟁으로 시장을 흐려 놓는 일들이 비일비재하게 일어나면서 제품의 질도 당연히 하락할 수밖에 없게 되었다. 그러나 해외 프로니우스 MIG 용접기의 가격은 2,500만원에서 3,000만원 정도로 국내업체의 제품가격과 수배 차이가 나 매우 대조적이다.

그리고 과거, 기술개발의 경우에도 실질적인 기술 개발보다는 정부의 자금을 받아내는 도구로서 사용되어 왔고 아직까지도 그러한 모습이 일부 남아있는 것이 현실이다. 몇몇 기업들이 연구개발 목적으로 정부에서 지원 받은 비용 중 적은 부분만을 실제 연구에 투자하고 있다. 그러나 투자한 비용만큼 결과가 돌아오기 마련이므로, 기업의 입장에서는 결과물이 흡족할 수 없게 되는 것이다. 결국 기업들은 기술 개발이 필요 없다고 생각하는 상황이 벌어지게 되는 것이다.

그나마 해외 유수 제품과 동일한 품질을 가진 국산제품을 생산해도 이에 대해서 같은 가격을 주지 않는 일부 대기업의 행태도 이러한 문제의 한 원인이라고 생각할 수 있을 것이다. 이처럼 여러 가지 복합적인 원인이 국내 용접기기 업계에 있는 것이다.

그리고 이러한 업계의 어려운 상황과 더불어 KITECH 정밀접합팀의 활동에 있어 가장 큰 애로사항은 국내 중소기업의 참여도이다. 기업들이 어렵다, 도움이 필요하다는 이야기를 많이 하지만 대부분은 뒷공방에 불과하다. 김 정한 본부장은『정부 탓만 할 것이 아니라 정부 주최의 행사에 참여, 업계의 현실에 대한 목소리를 높이는 등 본인들이 노력해야 하는 부분이 있다』며 정밀접합팀의 활동에 가장 큰 애로사항 중의 하나가 국내 중소기업의 낮은 참여도라고 지적했다. 실제로 KITECH에서 마련한 행사에 대한 용접설비 업체의 참여는 매우 저조하다. 그러나 정부측에 다양한 통로를 통한 의견 개진이 이뤄져야만 용접설비 업체들의 애로점도 해결 가능할 것이다.

김 정한 본부장은 얼마 전 마련한 ‘금형의 날’ 행사에서 많은 업체 관계자들이 참석한데다 모 기업 대표가 금형협회 설립을 위해 2억 원을 쾌척한 사실에 너무나 감명을 받았다고 말했다. 그리고 지금까지의 용접업계 활동에 대한 아쉬움을 토로하며, 용접업계에서도 업계의 발전과 용접산업의 활성화를 위한 방안을 찾으려는 노력을 스스로 기울여야 한다고 말했다.

용접 업계의 많은 관계자들이 유럽의 CE, 미국의 UL과 용접 규격에 대한 어려움을 호소하며, 국내 용접 규격 설립을 주장하고 있다. 그러나 이러한 용접 규격은 무역 장벽의 수단이나 수입 통제 조건이 아니다. 이런 규격을 획득하지 않더라도 유럽, 미국 시장에 국내 용접설비가 진출하는 것이 가능하고, 사용자 역시 규격 미인증 제품을 사용할 수 있다. 그리고 이런 나라와 마찬가지로 국내에도 용접 규격이 존재하고 있다. 넓은 분야에서 쓰이는 것이 KS 마크이고, 용접설비 분야에서는 국제표준화 기구(ISO)의 전기용품안전규격(IEC)의 60974 규격을 현재 원용해서 쓰고 있다.

다만 중국의 CCC는 외국에서 중국으로 수입되는 전기제품을 제재함으로써, 이 규격을 획득해야만 중국 내 유통이 가능하게 만든 용접 규격이다. CCC를 획득하기 위해서는 용접기기의 도면을 공개하고, 중국 측에 제조 현장을 보여주며, 제품 표준화 작업 검사를 받아야 한다. 그러나 용접기와 용접설비가 같이 들어가면 CCC 규격 없이 중국 내 유통이 가능하다. 그리고 강 팀장은 국내의 많은 용접설비 업체들이 기술향상 없이 어려운 시장 상황에 대한 책임을 정부에 묻고 있다면서 『무엇보다 첨단형 용접기를 개발하면, 이러한 제재는 두려워 할 것이 못 된다』라고 말했다. KITECH에서는 이러한 해외 용접 규격제도를 인정하는 한편으로는 중국의 수출 장벽으로 존재하는 CCC 인증기관으로 국내 전문기관이 지정되기 위해 많은 노력을 기울여 왔다.
국내 기관이 CCC 인증을 담당하게 되면 중국 자체의 CCC 인증으로 야기되는 국내의 기술 유출문제를 완화시킬 수 있으며 CCC 인증이 보다 용이하게 이뤄질 것이기 때문이다. 그러나 아직까지 CCC 인증기관 지정을 위한 많은 난관이 남아 있는 실정이다. 앞으로도 중국으로부터 기술 이전이라는 유혹을 받고 있는 국내 중소기업을 지키기 위해 KITECH는 계속적인 중소기업 지원책을 펼치고 있다.

지금도 중국의 급속한 변화에 대해서 국내 기업들이 많이 당황하고, 고민하고 있다. KITECH 김 정한 본부장은 『본원과 우리 중소기업은 공동운명체라고 생각하고 있으며 많은 기업들이 일어서서 세계 시장을 향해 활동하자』는 바람을 보였다. 중국은 매우 빠른 속도로 높은 기술 수준에 다다르고 있어 우리에게 매우 위협적인 존재이다. 우리 기업체들이 중국 진출을 꾀하면서 우리의 많은 기술을 중국으로 이전하고, CCC 인증 획득을 위해 우리의 기술을 내보이면서 중국은 우리 기술을 따라잡았다. 그리고 중국 기업체가 고등교육을 받은 고급인력 확보에 용이한 점도 이러한 밑바탕이 되었다. 반면 국내에는 용접관련 교육기관이 거의 없을 뿐만 아니라 이를 기피하고 있는 실정이다.

단지 KITECH에서 인재양성을 위한 일환으로 10여 개의 대학과 함께 진행하고 있는 학연 프로그램에서 이러한 인력 확보의 희망을 엿볼 수 있을 것으로 보인다. KITECH의 학연 프로그램은 대학원의 석사?박사 과정을 수업은 대학원에서 진행하고, KITECH에서는 대학원생들이 연구와 논문 작성 등을 하는 것으로, 현재 고려대, 연세대, 인하대, 한양대 등과 함께 학연 프로그램을 진행하고 있으며, 2006년 5월 25일 울산대학교와도 학연 협약식을 거행하였다.

과기부 산하의 한국과학기술원이 연구소로서 석·박사 과정이 이뤄지고 있는 것과 마찬가지로 KITECH의 최초 설립 취지에도 그러한 대학원 개념이 포함되어 있었으나 중간 과정에서 대학원 개념은 사라졌고, 근래까지 KITECH는 연구소로의 역할만을 이행해 왔다. 그러나 3년 전 대학원대학으로 재개하는 안을 추진하면서, KIST와 같은 여러 개의 연구기관이 모여 연합대학원을 설립하였다. 현재 각각의 연구기관에서 전공 별로 학생을 맡아 연구 교육을 하고 있다. 그리고 전공 범위에는 없지만 용접 분야도 학연 과정에 포함되어 있어 향후 용접 분야의 전문 인력 양성에 기대를 걸 수 있을 듯하다.

現 김 정한 본부장이 취임하면서, 정밀접합팀을 재정비하고 앞에서 살펴 본 것과 같이 활발한 활동을 시작하게 되었고, 이러한 활동이 어느 정도 궤도에 오른 것은 그러한 정비가 이뤄진 후 3년이 지나서였다. 이처럼 연구팀의 성과는 당장 짧은 기간에 얻을 수 있는 것이 아니라 일정 기간이 지나야 얻을 수 있는 성질의 것으로 많은 노력이 필요하다.

그 덕분에 현재 해외에서도 KITECH의 인지도는 상당하여 일본, 중국에도 굉장히 높은 인지도를 갖고 있다. KITECH와 같은 호주의 연구기관, CSIRO에서도 적극적으로 협력을 하는 등 해외 네트워킹도 완벽히 구축하고 있는 상황이다.

『기술은 고정되어 있는 것이 아니라 끊임없이 변화해야 하는 것이다』 김 정한 본부장은 다음과 같이 기술에 대한 자신의 소신을 피력했다. 이처럼 기술은 산업의 트랜드에 따라 끊임없이 변화하고, 변화해야만 하는 것이다.

현재 정부출연연구기관에서 용접을 전문적으로 다루고 있는 팀은 한국생산기술연구원의 정밀접합팀이 유일하다. 때문에 정밀접합 팀은 정부의 산업정책을 뒷받침해 나가야하는 중요한 위치에 있으며, 중소기업이 그러한 흐름을 따라갈 수 있도록 지원하는 역할로서 매우 중요하다. 강 문진 연구팀장은 『앞으로는 핵심산업으로 전자산업과 자동차산업이 더욱 도약할 것이다. 때문에 이러한 방향으로 기술 개발과 기술 지원을 위해 노력하며, 연구 방향도 이에 맞게 변화하도록 노력할 것』이라고 향후 연구 방향을 밝혔다. 앞으로 중소기업을 도와 용접분야를 더욱 발전시키고자 하는 열의와 열정으로 가득한 두 연구원의 모습을 보면서 앞으로 더 무한한 날개를 펼치고 도약할 KITECH 정밀접합팀의 모습을 그릴 수 있었다.
(취재.정리/ 메탈넷코리아 취재부 김 현 미 기자)
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