한국생산기술연구원(원장 이낙규)이 자평테크(대표 전형길)와 함께 '탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 생산 엔지니어링 공정기술'을 개발했다.
이번 개발 기술은 '카세트용 서포트 바' 제조 장비에 적용해 시험 생산중이다. 카세트는 디스플레이 제조 공정 간 이동·보관에 사용된다. 서포트 바는 이런 카세트에 유리기판을 안착시키는 기능을 한다.
일반적으로 서포트 바는 유리기판을 옮기는 로봇팔의 간섭을 최소화하기 위해 단단하고 휘어짐이나 처침이 없어야 한다. 진동이 적어야 한다. CFRP가 카세트 서포트 바에 가장 적합한 소재로 널리 사용된다.
최경락 지능형생산시스템연구부문 수석연구원팀은 카세트 서포트 바 제조 핵심공정인 'CFRP 제조용 주입 장치 원천기술'을 확보했다.
CFRP는 원자재인 탄소섬유와 합성수지를 성형·가공해 만드는데, 합성수지 물성치와 성형 공정 조건이 데이터화 돼 있지 않으면 경화과정에서 균열이나 성형 불량 등 문제가 발생한다.
연구팀은 탄소섬유에 합성수지를 주입하는 방식의 원천기술을 개발했다. 주입양을 제어하고 경화온도를 관리하기 위해 탄소섬유와 합성수지의 혼합비율, 투입배열, 온도에 따른 경화도 등 관련 다양한 실험 및 해석 데이터를 도출했다. 또 밀폐 조건에서 탄소섬유 합침율을 높이는 방법과 탄소섬유 적층 방법, 원액 누출 방지 방법도 고안했다.
연구팀은 이 기술을 기반으로 탄소섬유 투입 장치, 원액 함침-경화 구간 온도 제어 시스템, 혼합 도구 등을 한 데 합친 '밀폐형 재료 주입 장비'를 만들어 냈다. 이 장비로 생산된 CFRP 부품을 카세트 바에 적용하면 약 20~50% 비용 절감, 최대 70%의 생산효율 효과를 거둘 것으로 기대된다.
최경락 수석연구원은“CFRP의 제조기반 기술을 국산화했다는데 이번 기술 지원의 의의가 있다”라며, “첨단 신소재 제조기술 분야에서 선진국 종속에서 벗어나는 계기가 되기 바란다”고 밝혔다.
자평테크의 정원경 책임연구원은 “생기원의 기술지원 덕분에 해외 선진국과 동등한 수준의 부품을 국내기술로 생산할 수 있게 됐다”며 “CFRP가 다양한 산업에 활용되는 만큼 타 산업에 도전할 수 있는 추진력을 갖게 됐다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
