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첨단소재가 자동차의 변신을 이끌고 있다. 과거 자동차 부품 소재는 대부분 강철이었지만 현재는 탄소섬유와 고강도, 고내열성 메탈 등이 사용되면서 높은 에너지효율과 초경량을 자랑하는 자동차들이 대거 등장했다. 첨단소재는 자동차 뿐만 아니라 항공기와 신재생에너지, 의료 등 다양한 분야에서 활용되면서 주목을 끌고 있다. 고효율·경량화 제품에 대한 수요가 증가하면서 첨단소재 수요가 확대되고 있는 것이다.
다만 첨단소재는 가공기술이 전제돼야 한다. 첨단 소재는 가격 자체가 비싸고 가공이 어렵기 때문에 완제품 생산을 위해서는 가공기술과 장비가 필요하다. 고강성·초경량 소재를 고부가가치 제품으로 이끄는 가공기술이 제품의 품질을 결정한다. 이에 따라 정부는 첨단소재 가공시스템 개발에 본격 착수했다. 혁신개혁과제인 제조업 3.0의 일환으로 산업통상자원부에서 고부가가치 제조업을 육성하기 위해 산업엔진 프로젝트 추진에 나선 것이다.
정부는 2020년 첨단소재 가공시스템 기술 4대 강국을 실현하겠다는 각오로 사업 추진에 나서고 있다. 첨단소재 가공시스템 기술개발을 위해 올해부터 2019년까지 5년간 총 사업비 690억원을 투입하기로 했다. 총 3개 사업, 7개 과제를 추진한다는 계획이다. 3개 사업은 △시스템산업미래성장동력사업인 '탄소섬유 복합재 가공시스템' △기계산업핵심기술개발사업인 '티타늄·인코넬 및 사파이어 가공시스템' △시스템산업기술기반구축사업인 '양산지원센터 구축' 등이다. 세계를 선도할 제조기술을 빠른 시일 내에 확보하기 위해 국내 첨단소재 가공기술 수준과 투자이력, 국가연구개발사업 성격 등을 고려해 3분야로 추진한다.
시스템산업미래성장동력사업은 탄소섬유복합재(CFRP)와 '복합재+메탈' 가공시스템을 개발하는 것으로 총 290억원이 투입된다. △중대형 5축 드릴링·워터젯 복합가공시스템 △고속검사·후가공 복합시스템 △공정제어·모니터링 기술과 개방형 제어기 개발 △로봇 기반 유연 가공시스템 등 총 4가지 세부 과제를 수행한다. 항공·자동차 산업에서는 연료효율 개선과 저탄소배출을 위해 경량소재인 CFRP를 활용한 시스템 개발이 필요하다. 이에 정부는 형상절단과 윤곽가공 등이 가능한 중대형 복합가공시스템 개발에 나선다. 중대형 부품가공의 생산성 향상을 위해 고압 워터젯 헤드, 고출력 스핀 등 핵심기술을 개발하고 있다. 또 항공·자동차용 고강도 지지용 경량 부품인 'CFRP+금속'의 복합재 부품 가공을 위한 하이브리드 신공정 가공시스템도 개발 중이다.
기계산업핵심기술개발사업은 고도화된 가공기술이 필요함에 따라 추진되는 사업으로 사파이어와 티타늄·인코넬 가공시스템 개발이 해당된다. 총 사업비는 200억원 규모이며 난삭재 가공성 향상을 위한 하이브리드 가공시스템과 첨단소재 가공용 대형 5축 가공시스템과 핵심장치를 개발하는 것이 세부 내용이다. 디스플레이산업에서 수요가 급증하고 있는 사파이어 제품 시장에 대응하기 위해서는 핵심원천기술 확보, 성능향상 기술, 품질 안정화 기술 등이 필요하다. 이에 고속 하이브리드 가공시스템 국산화와 제품 양산 공정의 최적화를 통해 생산성 향상 기술 확보에 나섰다. 사파이어의 가공능률과 정밀도 확보를 위한 하이브리드 공정, 장비, 운영솔루션 개발에 주력하여 세계 최고 수준의 가공시스템을 개발 중이다. 이와 함께 항공기 부품 등에 많이 사용되는 티타늄·인코넬 등을 가공하기 위한 대형 5축 수평형 머시닝 센터 개발에도 힘쓰고 있다. 첨단소재 가공을 위한 장비 설계, 5축 제어용 임베디드 소프트웨어(SW) 개발 등을 통한 원천 기술을 확보에 힘써 시장진입을 하겠다는 계획이다.
시스템산업기술기반구축사업은 첨단소재 부품 양산검증을 위한 양산지원센터를 구축하는 것이다. 총 200억 원의 사업비를 투입하여 설립한 양산지원센터를 통해 연구개발과 인력양성의 투 트랙 지원을 실시한다. 장비·공정·운영에 관한 검증을 실시하고, 가공 시스템 기술개발을 위한 실험과 결과를 데이터베이스(DB)로 구축해 기업에 제공한다. 이와 함께 현장 중심의 가공 시스템 전문 인력을 양성할 계획이다. 첨단소재 가공시스템의 성능검증, 성능평가, 연구개발, 인력양성을 지원하여 산업발전 생태계를 조성한다는 방침이다.
첨단소재를 적용한 제품의 상품화 가능성에 대한 사전 검증과 첨단소재 가공시스템 관련 맞춤형 인력양성도 추진해 수요기업이 국산 개발품을 믿고 구매할 수 있는 여건을 조성하고자 한다. 또 정부는 세재혜택과 판로지원, 대·중소기업·장비기업의 동반 해외 진출을 통해 수출 산업화를 이뤄낼 수 있도록 각종 지원책 마련에 나선다.
산업부는 이번 사업과 연계해 2016년부터 2020년까지 사업비 270억 원을 들여 첨단소재 가공시스템 기술지원 기반 구축사업에 돌입할 계획이다. 첨단소재를 이용한 고부가가치 신제품이 국내 기술로 양산돼 글로벌 시장에 진출할 수 있도록 산업 생태계를 조성하고 개발 장비 국산화와 보급을 위한 첨단장비의 성능평가와 검증을 지원할 방침이다. 이를 통해 정부는 약 270여개의 자동차 부품 생산업체를 대상으로 전국 4,000여개의 첨단 소재 자동차·항공기 부품 양산 기술을 지원하고 민간 역량 강화를 통한 지역 특화 기술력이 높아질 수 있을 것으로 기대하고 있다.
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