기획특집: 2009년 국내 레이저 설비 산업의 현황과 전망은?
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인천국제용접&절단&레이저설비산업전시회
2009년 국내 레이저 설비 산업의 현황과 전망은?

월간 용접저널(welding Journal Korea Monthly) 취재부
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  • 인터뷰 ①: 에스브이㈜ 주진용 대표(레이저를 활용한 자동화 용접선 추적 장치, 이제부터 시작)
    용접 자동화 장치 사용이 늘고 있다. 그 이유는 가스 폭발의 위험성이 높은 폐쇄 공간 등 용접 작업은 항상 사람이 작업하기 쉬운 조건에서 이루어지는 것만은 아니기 때문이며, 또한 생산성 및 품질 향상
  • 인터뷰 ②:BJ레이저시스템 변기선 대표(레이저마킹 적용시장 확대 전망 국내 광산업 육성 절실!)
    작년에 비해 마킹기 판매율이 소강상태를 보였지만, 4∼5월에 들어 견적 문의가 많이 들어오는 등 조금씩 회복세, 업체마다 조금씩 다르겠지만, 특히 최신 레이저 기술인 ‘파이버 레이저’를 장착하는
  • 인터뷰 ③: 한국프레씨텍 사장 김경석(기술력과 노하우 갖춘 국내 레이저 적용 시스템 메이커 필요)
    국내 레이저 헤드 시장의 경우 큰 변화는 거의 없다고 본다. 작년과 같은 경우 전 세계적으로 경기 불황이었기 때문에 덩달아 레이저 헤드 산업 시장도 조금 축소된 것이 사실이다. 레이저 헤드 가격이
  • 인터뷰 ④: IPG포토닉스코리아 남궁오만 상무 (파이버 레이저 국내 레이저 설비 적용 확대 예상)
    파이버 레이저는 레이저 소스를 이용한 기술 중에서도 상당히 앞선 기술이며, 향후 활성화되는 신재생에너지 분야에도 폭 넓게 적용될 기술이다. 최근 화석연료 고갈에 따라 각광받고 있는 태양에너지를
  • 인터뷰 ⑤: 유로비젼(주) 한상배 이사(레이저 열처리공법, 향후 전체 열처리시장의 10% 점유기대)
    국내에서 레이저를 활용한 절단이나 마킹, 용접 산업은 약 15여 년 전부터 시작하여 어느 정도 시장이 형성되어 있지만, 레이저를 이용한 열처리 산업은 이제 막 시작 단계에 들어섰다고 할 수 있다.
  • 인터뷰 ⑥: 탑레이저㈜ 김현석 회장 (향후 IT산업에 접목한 레이저 용접 기술로 승부해야)
    국내에서 가장 많이 사용되는 레이저 용접기는 ‘금형 수정용 레이저 용접기’다. 특히 야그 레이저 용접이 가장 일반적이다. 고체 레이저인 야그 레이저는 램프로 발진할 것이냐, 다이오드 소자로 발진할
  • 인터뷰 ⑦: 한국트럼프 오명구 상무이사(다양한 레이저설비 구축이 현 업계에 필요)
    국내 레이저 설비 산업 자체는 역사적으로나 기술적으로 초기 단계를 지난 ‘성숙 단계’라고 할 수 있다. 레이저를 적용한 산업 분야나 기술 응용도 계속적으로 늘어나고 있으며, 자동차 산업이나 전자 산업과
  • 인터뷰 ⑧: 로핀-바젤 임용철 대표(눈에 보이는 것부터 눈에 보이지 않는 것까지! 레이저 적용)
    레이저를 사용한 시장 중 가장 큰 규모의 시장은 역시 절단과 용접이다. 특히 절단 쪽이 더 크다. 이는 전 세계적으로도 마찬가지일 것으로 판단된다. 당사의 경우에도 레이저 중 CO₂ 레이저 절단기에
  • I. 개요
    1. 레이저란?
    레이저는 1950년대 개발된 레이저는 향후 21세기의 주도해 갈 첨단 기술 중 하나로, 최근 레이저 응용 기술이 더욱 발전하여 통신, 정보처리, 가공, 계측, 의료, 생활기기, 원자력 발전, 우주과학분야 등에 중요한 역할을 하고 있으며, 향후 개발 및 적용 범위가 상상을 초월할 만큼 크다고 하겠다. 그 중에서도 우리가 살펴볼 레이저 가공 분야에서는 금속, 목재, 아크릴, 석영 유리를 비롯하여 신소재, 세라믹에 이르기까지 재질에 관계 없이 자유자재로 용접, 절단 및 가공할 수 있으며 반도체, 자동차 산업, 항공 우주, 조선업 등 고품질의 품질이 필요한 첨단 산업의 경우에는 레이저 가공기를 이용한 부품 가공이 필수적인 것으로 여겨지고 있다. 또한 레이저 가공기 산업은 기술의 정도에 따라 고부가가치가 가능한 기술 집약적 산업으로 다가올 지식 기반 산업 사회에 적합한 기술이라 하겠다. 또한 기술 기반이 물리학, 화학 등의 자연과학 분야에서 기계공학, 전자 공학, 소재 공학 등의 응용 분야까지 적용 가능한 복합 기술이기 때문에 어느 기술보다 정부가 전략적으로 육성해 나가야 하는 산업이라고 할 수 있다.
    레이저(LASER)는 ‘Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’의 약자로, 방사 유도 방출에 의한 광의 증폭이라는 의미를 가지고 있다.
    세계 최초의 레이저는 1953년에 개발됐으며, 실질적인 레이저의 역사는 1960년 미국 Hughes 연구소에서 마이크로파 증폭기를 연구해 온 Maiman에 의해 개발된 루비 레이저로 인해 시작됐다고 할 수 있다.

    2. 레이저의 원리
    물질은 원자의 조합으로 구성되고, 몇 개의 원자가 서로 결합하면 분자가 된다. 이러한 원자나 분자는 어느 특정의 에너지를 갖고 운동을 하게 되는데 이 상태를 여기 상태라고 하며, 얼마 되지 않아 여분의 에너지를 방출하여 원래의 에너지상태로 돌아가 버리는데 이때 내보내진 여분의 에너지는 광이 되어 외부로 방출된다. 이것을 자연방출이라고 한다. 만약 이 광이 다른 높은 에너지를 갖고 있는 원자나 분자에 충돌하면 이들도 동일한 성질의 광을 방출하게 되는데, 이것을 유도 방출이라고 한다. 보통은 높은 에너지를 갖고 있는 원자나 분자의 수가 적기 때문에 방출되는 빛이 대단히 약할 수 밖에 없지만, 어떤 방법을 통해 높은 에너지를 갖고 있는 원자나 분자의 수를 많이 늘려주면 유도 방출이라는 눈사태와 같은 현상적 상태를 유발시켜 강력한 광을 방출시키게 할 수 있다. 이것을 광의 증폭이라고 하며, 양쪽 끝에 거울을 두고 방출된 광을 반복적으로 반사시키면 광은 특정 방향으로만 증폭하면서 강력한 광이 된다. 이것이 바로 레이저다.

    3. 레이저의 특성
    레이저 광은 다른 광원과 비교하여 대단히 높은 규칙성, 즉 코히어런스(Coherence)라는 시간이나 공간적으로 예측 가능한 성질을 가지고 있다. 이 성질을 이용하여 여러 분야의 응용 및 가공에 활용하는 것이다. 그 첫 번째 특성으로 레이저는 여러 가지 광이 섞여 있음에도 불구하고 단순한 하나의 색(파장, 주파수)를 가지고 있어 각종 계측이나 디스플레이 산업에 응용되고 있다. 또한 광의 진행이 거의 확대되지 않고 진행되므로, 2개의 평행한 거울 사이를 수백 번 왕복함으로써 빛이 일직선으로 먼 거리를 여행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있으며, 렌즈로 집광 시 태양광의 수 백배에 달하는 파워밀도를 얻을 수 있어 절단이나 용접 등에 두루 이용할 수 있다. 더욱이 레이저 광은 인공적으로 쉽게 제어할 수 있는 이점이 있어 광의 파장, 광속(빔 직경)의 크기, 강도 등을 자유롭게 설계하거나 가변시킬 수 있다는 것이 이용가치를 높이는 점이 되고 있다.

    ① 장점
    레이저는 재료 표면의 일부분에 높은 파워밀도를 만들 수 있기 때문에 레이저 빔을 흡수하는 재료는 어느 것이나 가공이 가능하다. 또한 비접촉식 가공이기 때문에 공구의 손실이 없고 시료의 손실이 적으며 공구의 접근이 불가능한 곳에도 가공이 가능하다.
    레이저 빔은 평행성이 좋기 때문에 먼 거리까지 전달할 수 있고, 한 대의 발진기를 시간 분할 할당하여 여러 장소에서 동시 작업을 할 수 있다.
    기계 가공과의 복합 가공(레이저 빔을 이용하여 재료를 연화시킨 후 절단하는 가공)이 가능하며, 투명체를 통과하여 에너지를 전달할 수 있어 캡슐화된 투명한 내부의 재료 가공도 할 수 있다. 기구의 설치 및 관리가 간단하고 기존 생산라인에 부착하기 쉽다.

    ② 단점
    용융을 수반하는 가공에서는 가공물 중에 열 영향 층이 남아 있는 경우도 발생하며, 레이저는 장치 가격이 비싸며, 구멍의 투과 깊이가 제한된다.

    4. 레이저의 종류
    레이저는 발진 물질 상태에 따라 고체, 액체, 기체, 반도체 레이저로 분류되고 있다.

    ① 고체 레이저

    ② 기체 레이저

    ③ 액체 레이저

    ④ 반도체 레이저

    5. 레이저 가공 기술

    Ⅱ. 국내 레이저 설비 산업의 현황과 전망

    1. 국내 레이저 설비 산업의 규모 및 현실
    (1) 전반적인 현실
    ① 레이저 적용 시장, 기하급수적인 확대 예상

    ② 레이저 적용 산업, ‘시작 단계’인 곳 많아
    2009년 국내 레이저 설비 산업의 현황과 전망은?
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    (2) 국내 각 레이저 설비 산업의 현실 및 전망
    ① 레이저 마킹기 산업

    ② 레이저 절단기

    ③ 레이저 용접기

    ④ 레이저 용접 추적 장치

    ⑤ 레이저 열처리

    ⑥ 레이저 헤드

    ⑦ 레이저 소스

    2. 문제점 및 해결 방안
    ① 원천 기술 확보 어려워

    ② 전문 인력의 확충 곤란

    ③ 국내 판로 확보 난항

    ⑤ 광산업 분야 기술 낙후

    ⑥ 레이저 기술에 대한 정보 부족

    Ⅲ. 맺음말
    현재 국내 레이저 설비 산업 자체는 역사적으로나 기술적으로 초기 단계를 지난 ‘성숙 단계’라고 할 수 있다. 레이저를 적용한 산업 분야나 기술 응용도 계속적으로 늘어나고 있으며, 자동차 산업이나 전자 산업과 같은 특정 산업에 있어서는 핵심 기술로 인정을 받고 있을 정도다. 기존의 방식들이 가지고 있던 생산 공정상의 한계나 기술적인 제한 요소들이 레이저를 통해 개선될 수 있기 때문에, 설령 레이저 설비의 초기 투자비가 높지만, 그로 인한 장점을 고려한다면 어쩔 수 없이 좋은 품질의 제품을 생산해 내기 위해서는 레이저를 쓸 수밖에 없게 된 상황이다.
    그러나 좋은 기술인 만큼 문제점도 많다. 우선 가장 큰 문제점은 국내 기술로는 레이저 발진기를 비롯한 원천 기술을 생산해 내지 못한다는 것을 들 수 있다. 그리고 이 문제는 정부가 적극적으로 나선다고 해도 근본적인 해결에는 이르지 못하는 문제이기도 하다. 이에 대해 대부분의 국내 관련 업계는 차라리 우리나라가 강세를 보이는 분야 즉, 전자 산업을 비롯하여 텔레커뮤니케이션, 디스플레이 산업 등을 중점으로 레이저 적용 기술을 개발해 나가는 데서 해결점을 찾고 있다.
    원천 기술을 개발해 낸다 해도 선진 기술을 능가할 수 있다고는 장담할 수 없다. 그러니 정부의 과감한 지원 투자 및 광산업 인재 육성, 그린에너지에의 접목 등 일단은 우리가 할 수 있는 것을 하는 것이 우리나라 레이저 산업 발전을 위하는 길일 것이다.

    ■ 참고 문헌
  • 메탈넷코리아 월간 <용접저널> 2006년 9월호
  • IPG 포토닉스 코리아 업체 자료
  • 유로비젼 업체 자료
  • 제2회부산국제용접&절단&레이저설비산업전시회
    상 호: 메탈넷코리아 매체사업부문(Metal Network Korea Company)
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