Update2024.05.26 (일)
국내 연구진이 티타늄 합금 분말 생산에 성공해 국방, 항공, 우주, 레저 및 의료분야 관련 시장 수천억 원대 시장 창출을 이끌 것으로 보인다.
재료연구소(소장 강석봉)는 용접재료 전문 제조업체인 고려용접봉(이하 KISWEL, 공동 대표이사 홍민철, 김현덕)에 티타늄 합금 분말 제조 기술을 이전해, 품질이 우수하고 저렴한 티타늄 합금 분말을 연 10톤 규모 생산할 수 있는 시스템이 구축됐다고 19일 밝혔다.
티타늄 합금 분말 국산화 기술을 개발한 이동원 박사는 흙으로 복잡한 형태의 도자기를 만들듯이 티타늄 합금 분말을 이용해 3차원 형상의 강도가 높고, 가벼우며, 내식성이 우수한 부품을 제조할 수 있다고 설명했다.
티타늄 합금 분말 국산화 기술은 해외에서는 이미 상용화 된 것이다.
일본, 미국, 독일의 경우 이미 티타늄 합금 분말을 자체 생산해 자동차 및 국방 부품 등에 적용하고 있고 세계적으로 약 4,000톤의 티타늄 합금 분말이 제조된다. 하지만 선진국의 기술 이전 및 수출이 제한적이라 이번 기술 개발 빛 양산화가 더욱 의미가 있다.
티타늄은 강철보다 절반가량 가벼우면서 강도는 두 배 높고, 스테인리스보다 부식방지능력이 백 배 높은 우수한 성능으로 주로 국방산업 분야에 쓰이는 전략소재이다. 국산화 기술을 통해 향후 관련 산업 분야에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
티타늄 합금 분말의 제조 방법은 크게 분쇄공정과 용융분사 공정 두 가지로 나뉜다.
이중 분쇄공정은 순도가 낮지만 저렴한 분말을 제조할 수 있어 전 세계 티타늄 분말의 약 90%가 이 공정을 통해 생산된다. 이 박사가 개발한 공정 역시 분쇄공정이 기본이다.
티타늄 합금 분말의 주요 불순물은 산소이며 이를 최소화하는 것이 기술의 핵심이다.
티타늄 합금 분말이 산업 부품으로 활용되기 위한 산소농도 한계치는 0.25%이며, 이는 선진국에서도 얻기 어려운 수준이었다.
이번에 국산화한 티타늄 합금 분말 중 산업적으로 가장 많이 활용되는 100마이크론의 경우 산소농도가 0.20%를 나타냈다. 이는 일본 업체 제품(0.15~0.20%)과 대등하며 미국(0.3%)이나 중국(0.25~0.4%) 업체 보다는 앞섰다.
이동원 박사는 소형 3차원 부품 제조가 가능한 30마이크론 크기의 분말은 산소농도를 0.30%까지 줄여 일본(0.35~0.40%) 보다 앞선 세계 최고 수준을 나타내고 있다고 밝혔다.
이동원 박사는 “분쇄공정의 온도, 압력, 시간 등의 변수를 제어하고 자체적인 열처리 공정 제어 기술을 개발했다”며 “기존 공정 안에서 제조 가격 상승 없이 불순물인 산소 농도를 낮추는 기술을 개발했으며, KISWEL에서 시설을 투자해 양산이 가능했다”고 밝혔다.
티타늄 합금 분말이 국산화 될 경우 국내에서 이를 부품화하기 위한 시장 창출은 비교적 수월한 편으로 이에 그간 가공 및 주조에만 의존해 왔던 티타늄 및 스테인리스 정밀 부품의 방대한 수요가 티타늄 분말 부품으로 상당 부분 대체될 것으로 기대된다.
KISWEL 김현덕 공동대표이사는 “최근 국내외에서 국방, 자동차, 항공기, 레저, 쥬얼리 및 3D-성형 부품 등으로 사용 범위가 확대됨에 따라 국내에서도 티타늄 분말의 수요가 획기적으로 늘고 있어 급격한 시장 확대가 예견 된다” 고 밝혔다.
또한 “이의 원료가 되는 티타늄 합금분말의 양산은 관련 산업 분야의 촉진제가 돼 향후 수요기업과의 연계구축을 통해 티타늄 분말 생산량을 지속적으로 증설해 후속 사업으로써 부품개발에 박차를 가할 것”이라고 의지를 밝혔다.
