국내 연구진이 정밀제어용 압전 세라믹 액추에이터의 국산화에 성공했다. 압전 세라믹 액추에이터는 반도체, 정밀기계 분야에서 사용하는 각종 운반용 기기의 핵심부품이다.
한국전기연구원(KERI·원장 유태환)은 KERI 전지압전연구센터 송재성 박사팀이 적층형 압전 세라믹 액추에이터와 이를 이용한 광학기기용 위치제어 부품 원천기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 개발은 지식경제부 차세대소재성형기술사업단(단장 김학민)의 지원을 받았다.
압전 세라믹 액추에이터와 관련 기술은 디지털카메라, 컴퓨터, 가전기기를 포함해 유량 조절 밸브 등 산업용 장비, 자동차의 연료 인젝터, 반도체 검사장비 등 그 응용 분야가 넓다.
압전 세라믹 액추에이터는 기존 액추에이터 중 나노미터급 정밀도를 요구하는 부품으로 지금까지 일본, 독일 등에서 전량 수입에 의존해왔다.
송 박사팀은 5년여의 연구 끝에 낮은 온도에서도 쉽게 제조(저온소성)할 수 있는 고변위 압전소재를 자체 기술로 만드는데 성공했다. 이를 토대로 고성능 적층형 압전 액추에이터와 대변위 압전 액추에이터의 공정기술을 개발·보유하게 됐다.
부품 국산화에 따른 수입대체 효과, 응용제품 개발 및 상용화 등으로 연간 500억원의 경제적 파급효과가 기대된다.
송재성 박사는 “관련 기술을 독일 및 일본이 선점하고 있고, 군수용으로도 중요하기 때문에 해외에서의 기술 도입은 어려운 상태였다”며 “향후 초고속 액추에이터 개발과 항공용, 방위산업용 압전 액추에이터 개발에도 적용할 수 있다”고 말했다.
연구팀은 이 기술과 관련해 5건의 특허를 출원한 상태다. 연구팀은 압전 세라믹 액추에이터 및 광학기기 위치제어 시스템에 대해 각각 기술이전과 상용화를 추진할 계획이다.
<용어설명>
압전 세라믹 엑추에이터(Piezoelectric Ceramic Actuator)=액추에이터(작동기, 작동장치)는 어떤 에너지를 기계적인 움직임으로 변환하는 변환기 또는 시스템을 움직이거나 제어하는 데 쓰이는 장치를 말한다.
압전(壓電) 재료를 이용한 압전 세라믹 액추에이터는 압전소재의 에너지 변환 특성(압전효과)을 이용해 별도의 장치 없이 구동하는 반영구적인 정밀구동·제어 부품이다. 관련 기술은 전자·이온빔 응용분야, 자동측정검사시스템, 광학, 반도체와 LCD, IT부품용 측정 및 가공 시스템 분야 등에서 적용 범위가 넓다.
<압전 액추에이터 및 응용기술 분야 시장>
* 한국전기연구원 추정치
부산=임동식기자 dslim@etnews.com
