대표적 뿌리산업인 플라스틱 초정밀 사출공정이 최첨단 IT 기술과 만났다.

그리고 과거 3D산업으로 분류되던 사출-조립 산업이 스마트 산업으로의 성장을 앞두고 있다.

한국기계연구원(원장 임용택)은 송준엽 첨단생산장비연구본부 박사팀이 금형 내부에 빌트인 센서(BIS)를 달아 온도, 압력 등 데이터를 측정·분석하는 자율지능형 '사출성형 시스템'을 개발했다고 9일 밝혔다.

▲ 기계연에서 엔투에이에 기술 이전해 스마트폰용 렌즈 제품을 양산하고 있는 빌트인센서(BIS) 기반 사출성형 시스템.

송 박사팀이 개발한 사출성형 시스템은 현재 중소기업 엔투에이, 신명정보통신에 기술 이전 돼 스마트폰용 렌즈 모듈 생산에 사용되고 있다.

렌즈 12개를 동시에 생산하는 방사형 금형 속에 설치된 빌트인 센서는 금형과 사출 성형기 상태를 분석해 공정 상태를 진단, 형상 오차를 예측한다.

시스템에 이상이 있는지 직접 진단할 수도 있고 생산자가 공정 과정을 스마트폰 등으로 원격 모니터링 할 수 있는 스마트 공장시스템으로 구현됐다.

사출·조립 산업은 다른 산업과 비교해 영세한 편이며, 금형 내부가 블랙박스로 돼있어 그 내부 조건을 알기 어려운 상황이었다.

때문에 작업자의 경험이나 추정치에 의존해야 하는 경우가 많았다. 당연히 불량률이 높고 생산수율이 낮을 수밖에 없었다.

하지만 이번 개발로 스마트폰용 렌즈 생산 수율을 기존 60%~70%에서 90% 수준으로 약 20%p 이상 향상시킬 수 있게 됐다.

스마트폰용 렌즈를 생산할 때 전체 사출물 중 렌즈가 차지하는 소재 량이 10% 정도라는 점을 감안하면. 원재료 절감효과는 200% 수준이다.

올해 전세계 8메가픽셀(Mega Pixel) 이상 고해상도 카메라 모듈 생산량은 3억 8000만 대.

현재 생산량 기준으로 이 개발 기술을 활용한다면 소재 절감 1233억원, 금형교체로 인한 손실과 금형제작비 절감 199억원 등 연간 1432억원 규모의 비용절감 효과를 기대할 수 있다.

송준엽 박사는 "이번에 개발된 기술은 사출금형기술에 정보통신기술과 재료기술, 메카트로닉스 기술을 융합시킨 '생각하고, 진화하는 생산기술', 즉 스마트 공장기술"이라고 설명했다.

김풍전 엔투에이 대표는 "기계연과의 협력으로 우수한 기술력을 확보했으며, 시뮬레이션에 의해서 추정할 수밖에 없었던 금형 내부의 상태를 파악하고, 노하우 등을 데이터화 할 수 있어 획기적인 비용절감과 금형제작 일정 단축 등 경쟁력을 확보할 수 있었다"고 말했다.

신성우  sungwoo2010@hanmail.net

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