인터뷰: 레이저 용접 기술개발 위한 체계적 지원 필요해
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레이저 용접 기술개발 위한 체계적 지원 필요해

㈜한빛레이저 대표이사/공학박사 김정묵
HBL Corporation President / Ph.D. Jeong-moog Kim
1. 국내 레이저 용접 산업의 업계 현황과 전망은?
레이저 용접 설비는 레이저소스, 광학 및 기계장치를 포함한 빔 전송장치, 용접가공기술의 3가지 중요 핵심요소 분야로 구성되는데, 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 종합적인 시스템이 갖춰져야만 최적의 성능을 발휘할 수 있다.
레이저 용접에 사용하는 레이저소스는 사용하는 레이저 종류에 따라 크게 CO2레이저, CW IR 레이저(fiber 레이저 및 disk 레이저 등), 펄스 YAG 레이저 등이 있다.
레이저 용접장비는 범용장비 보다는 특주품 형태로 많이 생산되는데 예를 들면, 자동차 부품의 용접 혹은 2차 전지의 특정한 공정에 최적화된 용접기이던지, 전기계전기의 접점용접기 등 한정된 용도에 맞게 용접장비가 구성된다.
이는 레이저 용접장비가 용접 대상물에 맞는 지그와 전체 공정라인에 맞게 운용돼야 하는 특성상 범용설비보다는 특주품 형태의 용접설비로 공급된다.
레이저 용접 산업 규모는 전통적인 자동차 및 자동차 부품용접시장이 가장 크게 성장할 분야로 보여진다. 이는 수 kW이상의 고출력 레이저(주로 fiber 레이저나 disk 레이저)를 사용해야 하며 우리나라 자동차 산업의 규모를 고려할 때 향후 가장 큰 성장이 예상된다.
한편 고출력 CW레이저 용접이 유력한 차량용 중대형 2차 전지 산업도 폭발적인 시장성장을 기대하고 있다.

2. 국내 레이저 용접의 종류와 적용분야는?
CO2레이저 및 고출력 CW IR 레이저(fiber 레이저 및 disk 레이저)는 자동차산업(차체 및 부품용접 등)에 주로 많이 사용되고 있으며 스캐너와 로봇의 연동작업으로 용접속도를 혁신적으로 빠르게 하는 Remote Welding System 개발이 완성단계에 있다.
펄스형 Nd:YAG 레이저 용접기의 대표적인 적용분야는 2차 전지(리튬이온전지, 리튬 폴리머 전지 등) 제조에서 용접설비, 슬림형 LCD TV 프레임의 정밀용접, 전자부품 용접, 기계부품용접 등 다양한 정밀용접분야에서 적용되고 있다.

3. 국내 레이저 용접 산업의 중요성과 당면과제는?
레이저 용접산업의 규모는 연간 수 백 억원 정도로 크지 않으나 기술적 중요도는 매우 큰 특성을 가지고 있다.
국내에서 레이저 용접장치 및 관련기술을 확보하지 못하고 첨단 제조산업을 육성하는 데는 한계가 있을 수 있고 선진국과 기술적인 종속관계를 벗어날 수 없을 것으로 사료된다.
레이저 용접분야의 당면과제는 레이저 소스 및 용접장치 등 H/W 개발 뿐만 아니라 용접전문가 집단 양성에도 집중적인 투자를 병행해야할 것으로 판단된다.
이에 최근 정부에서도 레이저 용접시장이 시장자체의 규모 보다는 우리나라의 핵심산업에 미치는 후방효과가 대단히 큰 점에 주목하고 레이저 기술에 대한 체계적인 지원정책을 수립하고 있는 것으로 알려지고 있다.

4. 국내 레이저 용접 산업의 기술력과 기술개발 방향은?
레이저 용접 기술력의 세계적인 선도는 독일로 보여지며 일본이 그 뒤를 따르고 있다. 이는 장기간에 걸친 체계적인 연구개발과 관련 산업의 동반 발전에 따른 결과로 보여진다.
우리나라의 경우는 압축성장의 과정에서 레이저 용접기술과 같이 요소기술이지만 시장규모가 작은 경우는 체계적인 기술개발이 뒤떨어진 분야로 보여진다.
최근에 용접 관련산업(자동차, 2차 전지 등)의 발전과 기술혁신정책에 맞춰 레이저 용접기술이 비약적으로 늘고 있지만 체계적인 레이저 용접기술 축적에는 상당한 시일이 소요될 것으로 보인다.
그나마 다행스러운 점은 2차 전지와 함께 세계적으로 선두를 다투는 분야에서는 레이저 용접 선진국들과 특별한 기술격차 없이 개발이 진행되고 있는 점이다.

5. 국내 레이저 용접 산업의 발전현황과 해외경쟁력은?
레이저 용접기술은 레이저 소스, 빔 전송계, 용접헤드 및 가공기술 등 관련분야 H/W 및 S/W가 동반 발전해야 할 분야다.
H/W 분야는 지속적으로 고성능, 고효율의 신제품을 개발하고 있으며 응용시장을 넓혀가고 있다. 레이저 용접의 단가가 대체 용접분야의 단가보다 더 저렴해 지고 높은 생산성을 획득할 수 있음이 입증되어 규모가 점점 더 커지는 추세다.
해외에서는 새로운 레이저소스를 이용해 새로운 산업에 적용하는 연구가 발 빠르게 진행되고 있는 것으로 알고 있다. 예를 들면 빔 질이 대단히 우수한 초고출력의 fiber 레이저를 이용해 종전에 전자빔 용접으로만 가능했던 구조물이나 소재들에 대한 레이저 용접이 시도되고 있고 그 결과 또한 만족할만한 수준까지 도달한 것으로 보인다.
다행히 우리나라를 비롯한 동아시아지역이 세계적인 제조업의 중심이 되면서 새로운 공정에 적용하는 레이저 용접기술의 개발에 더 많은 기회가 부여되고 있는 현실이 해외의 레이저 용접 기술을 따라잡기 위한 기회로 작용하고 있다.

6. 레이저 용접의 세계적인 기술개발 동향은?
세계적으로 레이저 용접시장에서 진행되는 기술개발 동향은 크게 고출력화, 고효율화, 고품질(빔품질)화, 장수면화 등 전반적인 기술개량과 그린에너지 개념이 도입되는 추세로 가고 있다.
특히 fiber 레이저가 이러한 기술개발의 선도를 담당하고 있는데 전자빔 용접을 대체할 수준까지 기술개발이 진행되고 있다.
펄스형 Nd:YAG 레이저는 단위 펄스당 센 에너지를 얻는 거의 유일한 용접기이므로 현재 까지 특별한 대체기술이 없는 것으로 보이며 고효율, 스마트 제어기능, 공랭식 레이저 등 실용적인 개발이 진행되고 있다.

7. 국내 레이저 용접 산업의 정부정책과 육성방안은?
최근 지식경제부를 중심으로 우리나라 레이저 산업을 체계적으로 육성하고 주력산업으로의 파급효과를 극대화하기 위한 정책연구가 진행 중이며, 조만간 가시적인 정책들이 나올 예정이다.
레이저 용접 전문기관의 필요성에 대하여서도 충분한 검토가 진행되고 있고 체계적이고도 집중적인 육성방안이 기대된다.

8. 동종업계나 정부 및 산하단체에 바람이 있다면?
기술개발을 주로 담당하는 중소기업(전문기술기업)에서 레이저 용접의 시장확충을 위하여 최종고객의 전향적인 자세(특히 용접 결과의 분석 및 주변설비 개량 등 연관된 분야까지)가 많이 필요하다.
현재 정부와 대기업들에서 적극적으로 강조하고 있는 대/중소기업 상생협력과 같은 프로그램에서 ‘맞춤식 레이저 용접 기술개발’ 같은 과제는 실질적인 성과를 내기에 적합한 경우이므로 실행과정과 결과에 대한 적극적인 지원과 투자가 필요한 것으로 사료된다.

9. 향후 귀사의 기술개발과 기업정책방향은?
향후 ㈜한빛레이저는 펄스형 Nd:YAG 레이저 용접시장이 지속적으로 성장하는 분야이므로 연구개발을 확충하고 세계적인 경쟁사와 기술격차를 좁혀나가는 노력을 계속할 것이다.
레이저 용접시장은 레이저소스와 빔전송장치 및 용접기술이 종합적으로 어우러져야 성과를 기대할 수 있는 사업이므로 지속적으로 다양한 빔전송장치와 지능적인 제어시스템 및 비젼장치와의 연동 등 레이저 용접의 부가가치를 고도화하는 상품개발에 주력할 예정이다.

■ 문의처: (주)한빛레이저 ☎ 042-478-9500
  • 제 품 명: 초음파 두께 측정기
  • 모 델 명: DC-2000B
  • 제 품 명: 초음파 두께 측정기
  • 모 델 명: DC-2020B
  • 제 품 명: 초음파 두께 측정기
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