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[Monthly Focus Interview ] 한국생산기술연구원 용접접합그룹, 차체 경량화 기술 개발 매진 다양한 소재 접합 DB 구축 및 정보 공유로 국내 자동차 업계 발전 도모 김지연 기자입력 2019-03-29 10:33:15

한국생산기술연구원 용접접합그룹 감동혁 수석연구원(左)과 김영민 수석연구원(右)

 

Q. 한국생산기술연구원(KITECH) 용접접합그룹에 대한 소개.
A. 한국생산기술연구원은 중소·중견기업 지원을 목적으로 1989년 설립된 연구소로 생산기술 개발 및 실용화 지원을 통해 글로벌 중소·중견기업을 육성함으로써 국가 산업 발전에 기여하는 임무를 목적으로 하고 있다. 그중 용접접합그룹은 국내 유일의 용접접합 관련 종합 연구기관으로 박사급 연구인력 17명을 포함 약 50여명의 연구 인력을 중심으로 중소·중견기업에 수많은 용접관련 기술 이전을 진행했으며, 용접접합 분야의 다양한 정부 및 민간 과제를 수행하고 있다. 또한 관련 특허 및 논문 등 우수한 연구실적을 도출하고 있다.  

 

Q. 국내 차체 경량화 관련 기술동향에 대한 귀하의 소견은.
A. 현재 국내 차체 경량화의 수준은 대부분 철강 소재를 중심으로 진행되고 있으며 이와 관련된 접합기술에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 비철금속(알루미늄 및 마그네슘)을 적용하는 이종 금속 소재는 고급차종에 부분적으로 적용되는 수준이다. 그러나 자동차 산업의 글로벌 경쟁력을 확보하고 유지하기 위해서는 철강 소재뿐만 아니라 비철금속 및 섬유강화 플라스틱 등 다종소재를 적용해야 하고 이를 위한 접합기술의 개발이 필요한 상황이다. 또한 현재 국내 차체 경량화는 선진국 대비 기술이 현장 맞춤형으로 실적용성은 우수하지만 자동차 경량화의 경우 강화되는 규제에 능동적 대체를 위해 국가적 차원의 로드맵을 통한 전략적 경량화와 산업 생태계 육성이 필요한 상황이다.
 
Q. 이종접합과 관련해 최근 이슈가 되고 있는 기술 또는 트렌드는.
A. 이종소재의 접합에서 노출된 기술의 단점을 보완, 극복하는 것이 주요 이슈이다. 그리고 연구실 수준의 기술을 실제 현장에서 적용할 수 있는 신뢰성 확보가 가장 중요한 문제이다. 그러기 위해서 각 이종접합 기술의 데이터 베이스(이하 DB)를 구축하고 신뢰성을 검증하는 연구가 많이 진행되고 있다. 

 

Q. 국내 차체 경량화 접합 관련 기술 수준은 어떠한지. 
A. 국내 차체 경량소재의 접합 기술은 선진국과 유사한 수준으로 판단된다. 문제는 국내 차체의 경우 선진사에 비해 경량 소재 적용 비율이 높지 않기 때문에 경량소재 접합 기술의 수요가 많지 않은 상황이다.

 

Q. 차체 경량화 접합과 관련해 KITECH 용접접합그룹이 추진하고 있는 연구는.
A. 포스코에서 개발하고 있는 기가급 자동차용 경량강판의 접합을 위한 용접공정기술 개발 과제를 진행하고 있으며, 알루미늄 합금의 차체 적용을 위한 용접공정 기술 개발 과제를 수행 또는 추진할 예정이다. 
현재 자동차 차체 프런트 모듈 경량화를 위한 다종소재를 적용하는 연구를 진행 중이다. CFRP, 알루미늄 합금, 초고강도강 등의 다종소재 부품을 일체화하기 위한 이종소재 접합 기술을 개발하고 있다.
또한 자동차 시트 프레임(Seat Frame) 경량화를 위해 기가급 스틸, 복합재 등의 경량 소재를 적용하는 연구가 진행 중이며, 본 그룹은 경량 부품의 일체화를 위한 이종소재 접합 연구를 진행하고 있다.

 

Q. KITECH 용접접합그룹이 해당 분야에서 거둔 성과들에 대한 소개.
A. 우리 그룹은 경량소재 및 이종소재 접합을 위한 공정 솔루션과 DB 구축 그리고 신뢰성 검증을 중심으로 연구 중이다. 접합 대상 소재 조합별 맞춤형 접합 솔루션이 필요한데, 경량 비철소재에 접합을 위한 마찰교반용접(Friction Stir Welding)과 마찰교반접합(Friction Stir Joining), 이종소재(복합재와 금속재, 알루미늄과 강재 등)의 접합을 위한 셀프 피어싱 리벳(Self-Piercing Rivet) 그리고 플로우 드릴 스크루(Flow Drill Screw) 접합, 복합재와 금속의 접착을 위한 접착제 개발, 알루미늄 레이저 용접 등이 연구 주제에 포함된다.

 

Q. 해당 연구의 성과 및 향후 전개 목표는.  
A. 우리는 다양한 소재 조합에 대한 접합 공정 DB를 구축하고 있으며, 향후 연구 방향은 두 가지로 요약된다. 우선 기 구축된 DB를 자동차 관련 업계가 활용할 수 있도록 Graphic User Interface(GUI)를 구축해 제공하는 것이 목표이다. 그 동안 여러 기관에서 이종소재 접합에 관련된 많은 연구가 진행됐으나 공유되지 못했다. 그리고 연구실 수준의 이종소재 접합 연구 결과를 실제 현장에서 활용할 수 있도록 신뢰성을 검증하는 것이 두 번째 목표이다.

김지연 기자
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