-시간 소요되더라도 소부장 자립도 높이는 계획 진행되어야
재료연구원, 기술자립 위한 단계별 R&BD 기술사업화 성과 발표
지난 8월 11일 ‘한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)’는 일본의 수출규제 조치가 시행된 2019년 7월 이후 소부장 기술자립을 위해 노력한 단계별 R&BD 기술사업화 성과를 발표했다.
‘R&BD(Research & Business Development)’는 연구개발 초기단계부터 사업성을 검토한 후 연구를 진행하며 단계별로 사업성에 따라 연구방향 조정 가능성을 열어놓는 R&D기법이다.
재료연이 단순히 연구개발 자체에만 집중하지 않고 연구개발 초기단계부터 사업성을 검토하여 연구 방향에 적용한 결과 적지 않은 성과를 얻을 수 있었다는 평가가 나온다.
재료연은 ‘연구소기업’, ‘기술이전’, ‘기술지원’ 단계로 구분한 후 각 단계별 구체적인 사례를 언급하며 기술사업화 성과를 발표했다.
성과 발표에서 재료연은 지난 2년간 유관 기업, 정부와 함께 소부장 자립도를 높이기 위해 노력해왔다고 설명했으며, 향후 소부장 관련 핵심기술 확보와 사업화 분야에서 더욱 많은 성과가 도출될 수 있을 것으로 전망한다고 덧붙였다.
연구소기업 R&BD를 통해 우수한 마그네슘 합금 기술 사업화
재료연은 올해 하반기 설립예정인 재료연의 연구소기업 ‘SENM’에서 ‘고내식, 난연성 마그네슘 합금’을 생산할 수 있을 것으로 전망했다.
‘마그네슘’은 원자번호 12번의 금속원소로 가볍고 강도가 강한 특징을 보여 산업계에서 널리 사용되고 있는데, 특히 마그네슘-알루미늄 합금은 경량이면서 고강도를 요구하는 항공기나 자동차 부품 등에 자주 사용된다.
최근에는 전기자동차의 주행거리 향상을 위해서 경량 금속인 마그네슘의 활용도가 높아지는 경향을 보이고 있다.
한편 마그네슘은 경량 금속이며 강도가 큰 장점을 가지고 있지만, 반응성이 크기 때문에 부식이 잘 되거나 불이 잘 붙는 단점도 가지고 있다는 평가다.
마그네슘은 원유저장탱크나 선박의 표면에 코팅하여 강철의 부식을 방지하는 용도로 사용할 수 있을 정도로 부식이 잘 되며, 불이 붙으면 격렬한 반응을 일으키기 때문에 플래시나 섬광탄 용도로 사용되기도 한다.
결국 항공기나 자동차의 부품에 마그네슘을 활용하기 위해서는 마그네슘의 높은 반응성을 억제해야할 필요가 생긴다.
이러한 배경에서 재료연이 보유한 고내식, 난연성 마그네슘 합금 기술은 마그네슘이 가지고 있던 한계를 극복하는 데에 도움을 줄 수 있을 것으로 전망된다.
게다가 마그네슘 합금의 용해와 주조과정에서 많이 사용되지만 지구온난화 문제에는 치명적인 단점을 가진 ‘육불화황(SF6)’의 사용을 대폭 감소시킬 수 있으므로, 관련 기술이 산업측면 외에 환경측면에서도 강점을 가질 수 있을 것이라고 재료연은 설명했다.
기술이전 R&BD를 통해 수소저장용기 개발
재료연은 복합재료 기술을 바탕으로 ‘성우하이텍’과 함께 복합재 수소저장용기를 공동 개발하는 것에 성공했으며, 앞으로 압축수소가스 Type4 용기 관련 노하우를 친환경미래자동차 및 개인형자율자동차의 수소저장시스템 개발에 활용할 예정이다.
일반적으로 수소저장용기를 Type1 ~ Type4의 4가지로 분류하는데 Type1의 경우 저장용기 전체를 금속으로 제작하는 반면에 Type4의 경우 비금속 재료로 저장용기의 외형을 구축한 후 탄소섬유를 감는 형태로 제작한다.
Type1 형태의 수소저장용기는 금속으로 제작되었기 때문에 중량이 많이 나가며 특히 수소저장용기가 파열될 경우 금속 파편들이 주위로 방출될 수 있어 안전성 측면에서 개선 필요성이 제기되었다.
이러한 배경에서 개발된 Type4 형태의 저장용기는 비금속 재료와 탄소섬유로 제작되어 무게가 가볍고 저장용기가 파열되어도 축구공처럼 찢어질 뿐이므로 파편들이 주위로 방출되어 인명피해를 일으킬 가능성이 적다는 장점이 있다.
업계에서는 강철로 만든 Type1 형태의 수소저장용기는 300bar 정도의 사용압력에 그치는 것에 반해, 비금속 재료와 탄소섬유 등으로 만든 Type4 형태의 수소저장용기의 사용압력은 최대 700bar에 달하며 무게는 1/3 이하 정도로 평가하고 있다.
특히 자동차에 사용되는 수소저장용기에는 보다 더 높은 안전성이 담보될 것을 요구하므로 Type1 형태보다는 Type4 형태 수소저장용기의 활용성이 높을 전망이다.
현재 한국의 Type4 수소저장용기 분야에서 ‘일진 하이솔루스’ 등이 두각을 나타내고 있지만 성우하이텍과 같은 기업들이 진출함에 따라 한국의 관련 기술 수준은 한층 더 높아질 것이란 평가다.
기술지원 R&BD로 3D프린터를 활용한 신속제조기술 개발
재료연은 수요기업인 ‘창신정밀’, ‘항도공업’의 요구사항을 고려하여 금속 3D프린터를 이용한 신속제조기술의 사업화에 성공했다고 발표했다.
신속제조기술을 신발 혹은 타이어 생산 공정에 적용할 경우 기존 1개월 이상 소요되던 금형 제작 납기를 1주일 정도로 축소하는 것이 가능할 전망이다.
한편 재료연의 신속제조기술을 활용할 경우 제작기간이 획기적으로 감소하는 것에 더해 제조비용 절감과 급변하는 시장의 요구에 빠른 속도로 대응할 수 있다는 장점이 있어 관련 기술의 활용도가 높을 것이라는 평가가 나온다.
재료연은 제품을 적층 제조하는 도중에 발생하는 결함을 분석한 후 이를 데이터화하여 제조 방법의 개선에 활용하는 등 관련 기술의 완성도를 높이는 것에도 역량을 투입할 계획이다.
2019년 7월에 단행된 일본 아베 정권의 수출규제로 한국은 위기를 맞는 듯 했다.
그러나 한국은 일본의 수출규제에 대해 국산화율을 높이고 수입선을 다변화했으며 심지어 일본 기업의 한국 국내 생산을 유도하는 등의 방식으로 당면한 위기에 대응했다.
그 결과 불화수소 분야 등에서 누구도 부정하기 어려울 정도로 가시적인 성과를 올리기도 했지만 많은 분야에서 아직 일본에 대한 의존도는 높은 편이다.
그러나 한국이 조급하게 생각하지 말고 소부장 의존도를 낮추는 노력을 지속한다면, 불화수소를 포함한 많은 소부장 분야에서 일본에 대한 의존도를 낮출 수 있을 것이며 그 결과 일본이 만든 부당한 압력의 영향권에서 점차 벗어날 수 있을 것이란 조언이 제기된다.