▲ 2차전지용 초박판 결함을 기존 측정기술로 얻은 영상(左)과 KRISS가 개발한 복합 격자무늬 패턴을 통해 얻은 영상의 비교. 표면의 결함이 두드러져 보여 검출이 훨씬 용이하다.

국내 연구진이 플렉서블 디스플레이와 같은 복잡한 곡면의 부품 형상을 생산 공정에서 즉시 검사할 수 있는 측정기술을 개발했다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박상열)은 첨단측정장비연구소 김영식 책임연구원이 플렉서블 디스플레이, 자동차 외관, 차세대 2차전지 초박판 등 첨단부품의 표면 변화와 결함을 이미지 한 장만으로 검사 가능한 자유곡면 3차원 측정기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

이번 기술은 측정 대상의 형태와 크기에 구애받지 않으며, 구성이 간단하여 실제 산업현장의 생산 라인에 바로 탑재할 수 있다.

항공기, 우주선, 자동차 외관과 같은 큰 규모의 부품에서 많이 사용되던 자유곡면은 가공기술이 발전하면서 점차 디스플레이나 반도체와 같은 초정밀 부품까지 적용 영역이 확장되고 있다.

그러나 흠집이나 파손과 같은 결함 문제 발생시 기존의 측정기술로는 결함을 파악하기가 매우 어렵고 측정시간이 오래 걸려 실시간으로 발생하는 다양한 결함에 즉각적인 대처가 불가능했다.

KRISS 김영식 책임연구원은 기존의 한계를 뛰어넘어 ‘자유곡면 실시간 3차원 형상측정기술’을 개발하는 데 성공했다. 이미지 한 장만으로 자유곡면에 대한 나노미터 수준의 초정밀 실시간 표면 검사를 가능케 한 것이다.

이번 기술의 핵심 방식은 최적화된 복합 격자무늬 패턴을 측정 대상에 쬔 다음, 얻어지는 한 장의 이미지를 독자적인 알고리즘으로 분석하는 데 있다. 복합 격자무늬 패턴을 제품의 표면에 쬐면, 흠집이나 손상 등의 표면 결함이 두드러져 검출이 용이해진다.

김영식 책임연구원은 “실제 생산 공정 어디서든 쉽게 적용할 수 있도록 측정기술의 완성도를 높여 자동화 및 모듈화하였다”며 “다양한 최첨단 산업 분야의 핵심 검사 장비 기술로 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 기술은 정액기술료 1억1천만원에 매출액 2%를 경상기술료로 지급받는 조건으로 광계측 장비 및 모듈 전문기업인 ㈜넥센서에 기술이전됐으며, 국제학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports, IF:4.122)에 게재됐다.