이종소재의 압출공법으로 경량 고기능성 확보

[Industry News 박관희 기자] 최근 세계적으로 일고 있는 보호무역주의 여파로 철강과 알루미늄 업계는 혼란한 상황을 맞고 있다. 관세와의 전쟁이 또는 해외 수출에 대한 불안요소가 업계에 가장 큰 화두가 되고 있기 때문이다.

국내 최초로 산업용 알루미늄 프로파일을 개발하고, 국내 자동화산업에 혁신을 도모한 대영금속이 이종소재 제조와 접합기술을 적용해 경량 고기능성 융복합 신소재를 개발하고, 양산체제에 들어간다.

고도의 기술이 축적된 알루미늄 압출전문 기업으로 성장을 이어가고 있는 대영금속은 알루미늄 복합 이중소재를 통해 한 가지 재료가 갖는 단점을 보완하고, 소재의 융복합을 통해 기능을 극대화해 어려운 업계 현실을 신시장 개척으로 극복하겠다는 계획이다.

대영금속이 적용하고 있는 기술은 알루미늄 복합 이종소재의 압출공법이다. 이는 서로 다른 금속 소재를 압출을 통해 이종 복합 형재를 생산하는 기술이다. 기존 제조 방법인 압연공법은 금속결정간 결합이 아닌 두소재가 단순하게 접합된 형태이므로 접합력의 한계가 있었다. 대영금속이 새롭게 제시한 압출공법은 서로 다른 소재의 금속 결정간의 물리화학적인 결합으로 압연공정과 비교할 수 없는 접합강도를 구현한다.

알루미늄은 비중이 작아 가볍기 때문에 항공기와 자동차, 선박과 철도 등에 사용되고, 전기의 양도체인 점을 이용해 송전선에도 이용이 가능하다. 다만 알루미늄 형재는 기계적, 물리적 성질이 상대적으로 낮다는 점 때문에 다양한 환경에 적응하기 위해서는 알루미늄과 이종 재료를 복합해 내부식성과 기계적 특성, 가공성 등의 기능이 향상된 알루미늄 형재를 개발할 필요가 있다.

이종접합기술로 제품 품질과 신뢰성 높여
일반적으로 이종재료를 복합화한 알루미늄 형재를 제조하기 위해서는 단순 접합이나 용접 등의 과정을 거치지만 대영금속에서는 압출공정으로 경량 고기능성 융복합 신소재를 생산하게 된 것이다.

대영금속 장민우 대표는 “기존 접합 또는 압연공정은 제품의 품질과 신뢰성이 낮은 수준이다”면서 “압출공정을 활용한 이종접합기술은 이종소재간 결정간의 결합이 이루어져 마치 한 몸과 같은 소재를 생산할 수 있는 큰 차이점이 있어 기존 기술과는 비교가 불가하다”고 밝혔다.

이종접합기술은 자동차의 경량화 부품으로 기존의 스틸 등 중량 소재를 대체함으로써 자동차 산업의 핵심 키워드인 경량화를 통한 경쟁력을 확보할 수 있다. 이외 자전거 시장의 대부분을 차지하는 중저가 프레임과 림 소재로 활용해 새로운 시장을 창출할 수 있다.

장 대표는 “고압 송전선의 대부분인 강심 알루미늄 연선은 강도가 약해 내부 코어로 스틸로 이뤄진 강심을 넣어서 제조되는 데 중량으로 인한 처짐 현상 때문에 철탑의 간격을 일정 길이 이상 늘릴 수 없다”면서 “개발된 AI-CNT(Carbon Nano Tube) 소재를 접목한 전선은 강도가 기존 알루미늄 소재의 4배 이상으로 스틸 강심 없이 제작이 가능해 철탑의 길이를 혁신적으로 늘일 수 있다”고 밝혔다.

이외 탁월한 강도를 활용한 유공압용 실린더 튜브, 방열성을 활용한 히트싱크 등 다양한 분야에도 적용이 가능하다. 지난해 국책과제를 진행했고, 1차년도 과제는 우수한 실적으로 평가를 통과해 2차년도 과제 선정으로 이어졌고, 현재 주관기관으로 개발을 진행 중이다.

대영금속은 개발된 신소재를 활용한 제품화에 매진하고 있다. 장 대표는 “자동차용 에어컨 파이프가 효시가 될 것이다”면서 “국내 H사에서 2020년 출시 예정인 SUV 모델에 적용할 에어컨 파이프가 자동차제조사 개발 담당엔지니어와 신뢰성 검토 중이며, 원가 등 자동차에 적용하기 위한 전반에 대한 검토가 진행 중에 있다”고 밝혔다. 추가적으로 2017년 9월 대만 고객사의 개발 요청 접수로 유공압 실린더용 파이프도 샘플 제작 등 제품화 단계에 있다.

장민우 대표는 “뿌리 산업, 소재 산업 등 다양한 이름으로 대접받고 있는 것처럼 보이지만 실제 금속 소재분야는 인력 수급이 원활하지 않는 등 어려운 현실이다. 신소재의 개발과 제품화만이 경쟁력을 높이는 일이라 생각하고, 향후에도 소재 개발과 이를 통한 산업발전에 적극 기여할 것이다”고 밝혔다.

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