산업통상자원부 인가 사단법인 한국금형기술사회가 지난 11월 3일(수) 수원컨벤션센터 컨벤션홀에서 한국금형비전포럼 2021(2021 Korea Mold & Die Vision Forum)을 전격 개최했다. 기존 10월로 예정됐던 한국금형비전포럼 2021은 10월 말 전국민 80%가 코로나19 접종이 완료됨에 따라, 11월부터 전격 시작된 위드코로나로 개최 일정을 전격 확정했으며, 해당일 방역지침을 준수하며 대면행사를 진행했다. 본 행사에서는 국내 전문 금형 기술사 등이 대거 참여, 정보공유의 장으로 형성돼 수준 높은 금형지식을 교류했다. 한편, 이 자리에서 홍보부스초 참여한 사출 성형기 메이커인 (주)우진플라임은 사출 플라스틱 성형기인 Super-foam을 소개하며 이목을 집중시켰다.
한국금형비전포럼 2021이 수원컨벤션센터에서 개최됐다.
방역지침 준수한 안전한 포럼 개최
올해로 24년차를 맞은 한국금형비전포럼(Korea Mold & Die Vision Forum)이 지난 11월 3일(수) 수원컨벤션센터 컨벤션홀에서 전격 개최됐다. 산업통상자원부 인가 사단법인 한국금형기술사회는 코로나19의 여파로 한 차례 포럼을 연기했으나 10월 말 전국민 80% 백신접종이 완료됨에 따라 전격 시행된 위드코로나로 개최 일정을 확정하고 방역지침을 준수한 대면행사를 계획, 운영했다.
본 포럼은 국내 금형인들 간의 상호교류의 장을 형성, 수준 높은 금형지식을 공유했으며, 특히 금형 기술사의 정책강연과, 세미나 등이 개최돼 다양한 볼거리를 제공했다.
개회사를 맡은 한국금형기술사회 황규복 회장은 “코로나19의 어려운 상황속에서도 우리나라는 6년째 금형 생산국으로서 세계 2위의 수출규모를 달성할 만큼, 높은 기술력을 보유한 기술인들과 제품들을 생산해내고 있다. 현재 국내외 다양한 이슈 등으로 금형의 스마트화가 확대됨에 따라 AI, IoT, 클라우드 등의 ICT 기술을 접목해 설계, 제조, 분류 등으로 이어지는 공정을 개선하기 위한 움직임을 가속화하고 있다. 우리 금형 산업은 정부 산하기관의 디지털 전환에 필요한 투자와 모델을 개발해 현장에 보급하고 전문인력을 양성할 수 있는 인프라를 개선해 경쟁력을 지속 강화해 나아갈 것”이라고 강조했다.
금형 및 사출 성형의 지능화
금형 및 사출 성형 공정은 엔지니어나 기술사 등 작업자에 대한 의존도가 높은 것이 현실이다. 원재료-금형-사출 성형-후공정-품질검사-납품이라는 전반적인 프로세스에는 기술적으로 자동화가 어려운 파트가 존재하며, 이는 결국 노동이라는 측면으로 귀결되기 마련이다. 이러한 문제를 타개하기 위해 주변 업체들이 기술 개발에 매진하고 있는 가운데, 기업들은 데이터 기반의 단순화를 통한 프로세스 간결화를 추진하고 있다. ▲성형 공정 정밀 제어 및 데이터 통합 분석 기술 ▲사출 공정의 자동화 및 가시화, 주변기기 통합관리 기술 ▲센서 데이터를 통한 사출기 및 공정 제어 ▲사출 성형 공정 전체관점의 연구 개발 진행 및 공정 데이터 수집 분석 고도화 등의 개발이 그 예이다. 이들의 공통점은 바로, IoT를 활용한 디지털트랜스포메이션(DX)을 구현, 전체 작업에 대한 최적 공정을 추천하거나 품질을 예측하고, 성형 과정을 모니터링해 불량률을 개선하는 등의 자동화를 구현하는 것이다,
한국금형비전포럼 2021 전경(사진. (주)우진플라임)
이와 관련, 행사의 첫 정책강연을 맡은 LG전자 백만인 금형기술담당은 ‘지능형 사출성형 기술의 미래’란 주제로 발표를 진행하며, 동사가 개발하고 있는 디지털트랜스포메이션 시스템을 소개했다.
LG전자는 현재 아날로그 기술에 디지털 트랜스포메이션을 적용해 작업자의 의존도를 낮추고 기술을 상향 평준화한 새로운 프로세스를 구축하는 데 초점을 맞추고 있다. 이는 다양한 환경에도 동일한 조건을 적용해 일정한 품질을 유지시키고 생산 체계를 합리적으로 검증해 완전한 무인 자동화의 방향성을 제시한다는 데 의의가 있다.
백만인 금형기술담당은 “노동력이 다량으로 요구되는 금형·사출 산업에 있어서 아날로그 기술을 디지털로 전환하는 작업은 현장의 혁신을 불러올 것이라고 단언한다. 당사는 사출 공정에서 급작스런 변동이 발생할 경우, 능동적인 대처가 어렵고, 경험이나 인력에 의존해 조건을 수립해야 하는 오랜 습관적 체계에서 벗어나, 성형 조건을 정량적으로 분석하고 학습을 통한 변동을 자동 보정·실행해 실직적으로 작업자의 의존도를 최소화하는 기술을 적용하는 방안을 개발하고 있다.”라며 “당사가 개발하고 있는 기술은 금형·사출기·주변기기 제어와 품질관리를 하나의 시스템을 통해 구축, 성형 데이터를 클라우드 및 네트워크로 전달하면, 이 곳에서 조건을 최적화해 재전달하면 최종적으로 작동하는 형태”라고 전했다. 이어 그는 “스마트폰이나 테블릿 PC를 통한 원격 접속으로 실시간 모니터링도 가능하다”라고 강조했다.
컨벤션홀 외부에 마련된 기업 홍보부스(사진. (주)우진플라임)
AI가 학습하는 사출 공정
기술발표에서는 국내 굴지의 금형 및 사출 전문 기업들의 기술사 등이 참여해, 자사가 개발 및 도입하고 있는 핵심 산업 기술 동향을 소개한 시간을 가졌다.
먼저, LG화학 김월룡 책임은 ‘AI Vision 기반의 딥러닝을 이용한 무인 사출조건 최적화’라는 프로그램을 통해 사출공정에 적용한 딥러닝 시스템에 관한 내용을 소개했다.
그는 “당사와 FPA가 협업을 통해 개발한 펠릿 자동 검사 및 선별 시스템은 믹서-압출기-냉각조-절단기까지의 제조 공정에서 처방, 관리기준, 공정, 설비, 작업자 등이 오류로 인해 불량품을 사출하는 것을 방지하는 것으로, 선별기 부문에서 AI가 전량을 선별하고 문제시 제거해 포장 전 100% 전수 검사를 진행하는 방식이다”라며 “기존 사출 현장에서 지적되던 문제 등을 AI가 학습을 통해 레퍼런스를 축적, 적용함으로써 작업자들 간의 발생할 수 있는 불량 판정 편차를 개선할 수 있으며, 계절이나 환경적 변화에도 대처가 가능하다는 특징이 있다”라고 전했다.
LG화학이 개발한 딥러닝 시스템은 ▲제품 및 금형 구조 ▲사출기/금형 정상여부 ▲헝개폐/취출조건 ▲게이트 및 VP 위치 ▲보압조건 설정 ▲냉각조건 설정 등을 학습/판정해 사출조건을 최적화 시킨 후 빅 데이터(Big Data)를 이용, 불량률을 개선한다, 아울러 불량으로 지목된 원인 등을 분석해 로직(Logic)에 적용하고 이를 시스템에 탑재한 후, LG화학에서 자체적으로 개발한 LGC 통합시스템인 LAVIES에 축적해 I-Mold의 최적 조건을 제어하게 된다.
김월룡 책임은 “AI를 사출 현장에 도입하는 것은 사출성형 전문가들의 업무효율을 증대시키는데 그 목적이 있다. 사출성형 전문가가 AI에 관한 기본적인 지식을 학습하고, 이를 현장에 적용한다면, 장비의 최적화를 통한 로직을 개발할 수 있다. 이 로직을 기반으로 AI와 사출공정이 결합돼 운영된다면, 무인 사출 조건을 구현, 불량률과 생산성을 개선하는 데 매우 효과적일 것으로 기대된다.”라고 강조했다.
경북하이브리드부품연구원 박동환 수석연구원은 ‘4차 산업혁명 시대의 최신 스마트 금형기술’을 주제로, 금형산업의 패러다임 변화가 필요하다고 강조하며, 최근 스마트 금형기술 등을 소개했다.
그는 금형산업이 자동화 금형기술과 융복합기술, 그리고 지능화 기술이 추가돼 안전 무인화를 추진하는 시장이 갖춰지고 있다며, 단순히 금형 내 센서를 장착해 실시간 장비의 운영이나 이상유무를 알리고 이상이 발생할 경우, 간단한 조치를 통해 산업공정을 유연화시키고 있다고 밝혔다. 그러면서 소재의 다변화, 신공법, 자동화 기술의 도입을 통해 최종적으로 원가를 절감하는 시장이 구체화되고 있다며, ▲Hot Press Forming ▲Hydroforming ▲Mg 합금 Press Forming ▲Hot Air Bulging ▲초고장력 강판 성형기술 등의 대한 내용을 소개했다.
(주)우진플라임, Super-Foam 사출기 주목
(주)우진플라임 홍보부스(사진. (주)우진플라임)
수원컨벤션센터에서 개최된 2021 한국금형비전포럼은 다수의 금형 및 사출 전문 기업 관계자들이 참가해 자리를 빛냈으며, 특히 포럼이 개최된 컨벤션홀 외부에는 국내 굴지의 금형 및 사출 생산 공급 전문 기업들의 전반적인 기술을 확인할 수 있는 홍보부스가 마련돼 많은 참관객들의 관심이 쏟아졌다. 특히 이 자리에 참석한 사출 성형기 메이커인 (주)우진플라임은 사출 플라스틱 성형기인 Super-Foam의 사출품을 소개하며 이목을 집중시켰다. 다음은 (주)우진플라임 정수영 팀장의 미니 인터뷰 내용이다.
(주)우진플라임 정수영 팀장
Q. 한국금형비전포럼에 참가하게 된 계기는.
A. 한국금형비전포럼은 오랜 기간 많은 금형산업의 종사자들이 참가해 정보 공유의 장으로 운영되고 있는 만큼, 본 포럼의 홍보부스를 마련, 적극적으로 당사의 제품인 Super-Foam 사출기를 소개하고자 참가하게 됐다.
Q. Super-Foam 시리즈에 대한 소개.
A. 지난 8월, 온라인 웨비나를 통해 한 차례 소개한 바 있는 당사의 저압 미세 물리 발포 사출성형기인 Super-Foam(LFIM)시리즈는 용융된 고분자 내에 불활성 기체를 분산 용해시켜 기포핵을 생성, 사출 과정에서 감압이 이뤄져 생성된 기포핵이 성장 및 안정화돼 다공질 형상의 제품을 성형하는 기술이 탑재돼 있다. 현재 투플레이튼 직압식 성형기인 DL-A5와 전동 토글식 성형기인 TE-A5 등을 시장에 출시하며, 시장에서 인기몰이를 하고 있다.
Q. Super-Foam 특징은.
A. 우선, 제품의 경량화를 실현할 수 있다는 점을 언급하고 싶다. 기존 솔리드 사출품과 비교했을 때 Super-Foam은 질소가스를 투입하는 성형 방식을 채택, 다공질 형상의 모양을 띄게 되는데, 용융 수지와 물리 발포 가스의 비율을 제어해 3~60% 발포성형을 실현할 수 있어 경량화에 따른 제품의 성능향상에 기여하게 된다.
(주)우진플라임 관계자가 Super-Foam으로 제작한 제품을 참관객에게 설명하고 있다(사진. (주)우진플라임).
더불어, 성형 과정에서 저압 상태의 질소가스를 사용하기에 기계의 가해지는 부하가 적어 유지보수하기도 용이하고, 보압 공정이라는 과정을 생략하기 때문에 사출압력이나 시간, 히터온도, 형체력, 속도 등을 절약, 생산성을 향상시킬 수 있다. 특히 차량의 외관을 성형 제작할 경우, 경량화를 실현, 핸들 조향 능력, 제로백과 내구성 등을 향상시키고, 배기가스를 감소시킬 수 있어, 차체의 안전성은 높이고 환경에도 기여하는 제품군이라고 할 수 있다.
