레이저 기술도 ‘융합’이 대세
레이저 기술도 ‘융합’이 대세
  • 이상오 기자
  • 승인 2020.07.24 09:58
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[공학저널 이상오 기자] 최근 전통적인 제조 산업은 ICT기술과 융합해 스마트팩토리로 변화를 시도 중이다. 다양한 요구에 대한 신속한 대응으로 경쟁력을 확보하기 위해 산업기술은 더욱 빠르게 진화하고 있다.

E-Mobility 산업의 배터리와 모터 레이저 용접장비가 세계시장을 선도하고 있는 상황에서 기존 가공 분야 레이저 장비에 융합기술을 더한 ‘지능형 레이저 용접 기술’이 눈길을 끌고 있다.

이 장비 내에는 기본적 용접 공정기술 외에도 용접 전 제품 3D검사, 용접 중 실시간 용입 깊이 측정, 용접 후 품질검사 등 불량제로를 위한 다양한 공정기술이 융합돼 있다.

특히 용접공정의 핵심기술인 클램핑 기술에 강점을 갖고 있으며, 레이저 용접은 레이저 빔이 직경이 수십~수백 마이크로미터를 넘지 않는 지점에서 높은 에너지 집중을 허용한다는 점이 특징적이다.

이를 통해 높은 정확도를 달성할 수 있을 뿐 아니라 높은 융점 또는 높은 열용량을 갖는 재료를 결합할 수 있다는 장점도 있다. 짧고 통제 된 용융 기간과 용융량의 작은 양은 종래의 방법이 전혀 적합하지 않은 부분조차도 가능하게 한다.

이러한 레이저 용접은 에너지 집중의 측면에서 전자빔과 비교할 수 있다. 하지만 전자빔은 진공 챔버에서만 사용될 수 있다는 한계가 존재하는 반면, 레이저 용접은 일부 보호 가스가 있거나 단순히 공기 중에 있는 환경에서 사용이 가능하다는 점에서 차별 점을 갖는다.

레이저 용접의 제어는 광학 시스템을 사용하며, 넓은 범위의 모드에서 수행이 가능하다. 이는 몇 마이크로미터에서 시작해 수십 밀리미터에 이르기까지 모든 종류의 재료를 결합하는 고성능 공정을 보장한다. 이 과정은 전체를 설명 할 수 있는 보편적인 이론적 모형이 없어 복잡한 형태를 띠지만 실제로 널리 사용되고 있는 방식이다.

이러한 기술을 개발한 ㈜휴비스는 다년간 자동차, 반도체, 모바일, 가전 산업 등에 첨단 레이저장비를 성공적으로 구축해 왔다. 오랜 시간 축적된 경험을 통해 지금까지 전문성과 기술력을 인정받으며 지속적인 성장을 이룩하고 있다.

휴비스는 레이저 용접 기술에 더해 용접품질관리 서비스도 제공 중이다. 일반적인 기존 공정모니터링 시스템은 생산일자를 기반으로 데이터 이력관리만 가능하고, 실질적인 불량제품에 대한 추적은 불가능하다.

하지만 휴비스의 시스템은 공정의 모든 데이터를 제품일련번호를 기반으로 출고된 제품의 품질·생산 정보를 언제든지 추적할 수 있다. 각 제품에 대한 용접데이터를 비롯한 모든 생산정보 추적이 가능해 출고된 제품의 불량추적·품질분석에 유용한 도구로 활용되고 있다.

최근 휴비스의 매출 80% 이상은 전기차 산업의 레이저 용접장비에서 발생할 만큼 전기차 분야 공정 기술에 있어서는 국내 최고 수준을 자랑한다.

전기차 모터의 레이저용접은 레이저 빔 반사율인 높은 구리소재로, 용접대상의 형상과 정렬상태가 난해해 기술적으로 어려운 레이저용접 중에 하나로 알려져 있다. 휴비스는 특히 구동모터 부분에서 국내는 물론 해외에서도 기술적 우위에 서 있다.

지난해에는 중국의 최대 전기차 제조사인 BYD와 NDA를 체결했으며 해외시장에서 유럽의 선진 기업과 경쟁해 수주에 성공하는 성과를 낳기도 했다.

휴비스 김명진 대표이사(사진)는 “더 나은 솔루션 제공을 위해 끊임없이 R&D를 수행하고 있으며 지속적으로 신기술을 산업에 적용해 공정혁신을 실현하고자 한다”며 “휴비스의 첨단 제조기술은 친환경적이며 더 나은 미래를 위해 활용되고 있다. 혁신적인 기술로 인류의 발전에 기여하기 위해 더욱 노력할 것”이라고 말했다.

한편, 김 대표는 레이저 발진기, 가공헤드의 대부분이 수입제품인 것에 대한 아쉬움을 전하기도 했다.

그는 “국내 레이저산업의 발전을 위해서는 국산화에 대한 연구개발이 지속적으로 돼야 한다. 국산화를 위해서는 장기적인 연구개발 지원 필요할 것”이라며 “향후 레이저장비의 주요부품에 대한 국산화를 실현해 수입에 의존하는 제품에 대한 수입대체는 물론 수출을 통해 레이저산업에서의 한국의 위상을 높이고 싶다”고 전했다.


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