“금속 소·부·장 中企 고부가화 및 비즈니스 협업 플랫폼 역할 다할 것”

분말·특수강 소재 기술개발·제품화 전주기 지원, 수요·공급기업 연계 강화

HIP·3D프린터 등 인프라 확충, 입주社 확대 및 수요 맞춤형 기업지원 추진

■고기능금속기술센터에 대한 소개를 부탁드린다

포항금속소재산업진흥원 고기능금속기술센터는 지역의 침체된 철강산업 재도약 발판 역할을 하고자 지난 2022년 11월28일에 설립됐다. 산업통상자원부, 경상북도, 포항시가 지원하는 ‘철강재도약사업 철강거점센터’(’21년~’25년) 사업을 통해 사무동과 실험동이 구축됐으며 철강 중소기업이 필요로 하는 소재 주조 및 합금분말 혁신 기술개발과 실증 장비 지원, 사업화 지원에 나서고 있다.

센터는 주요 사업으로 △분말·특수강 소재의 공정 및 제품 최적화 △인프라를 활용한 개발 제품의 실증 및 양산 제품 검증 지원 △분말 제조·특수강 주조 연계기술 개발 및 중소기업 과제발굴 △산·학·연·관 전문가 네트워킹 및 수요·공급기업 연계 수요창출 등을 중점 추진할 계획이다.

이러한 사업 추진을 위해 실험동에 △일렉트로 슬래그 재용해 정련로(ESR) △진공 용해 불활성 가스 분사로(VIGA) △초고압 수분사 분말제조장치 △금속 바인더 젯팅(BJ) 3D프린터 △합금분말 진공소결로 △합금분말 및 특성평가 분석장비 등 8종의 장비를 구축했다. 또한 내년까지 △수평 연속식 주조 와이어 생산 장비 △열간등방압성형(HIP) 장비 △로봇 기반 레이저 DED 3D프린터 등 신규 장비를 구축할 예정이다.

이러한 인프라가 계획대로 구축된다면 금속소재 중소기업들이 고기능 특수 합금을 제조해서 제품화하고 다양한 신제품을 개발하고 실증할 수 있게 된다. 포항시는 센터를 중심으로 청정금속소재 산업 허브를 구축할 계획이어서 지역 철강 및 금속산업의 재도약에 기여할 것으로 기대하고 있다.

▲ 포항금속소재산업진흥원 고기능금속기술센터 전경

■금속소재 산업계는 날로 강화되고 있는 탄소중립에 대응하는 한편 디지털 전환과 고부가화 등이 시급한 상황이다. 고기능금속기술센터는 기업 지원을 위해 어떠한 계획을 가지고 있는지

그동안 자동차, 조선, 전자 등 주력산업은 대량생산을 기반으로 비용을 절감하고 생산의 효율성을 높이는데 집중해왔다. 금속소재·부품을 공급하는 중소기업도 당연히 저렴한 소재를 수입·조달하는 등 원가절감과 품질개선에 초점을 맞춰 경쟁력을 확보하는데 주력해왔다.

그러나 소비자의 맞춤형 제품 선호, 글로벌 공급망 불안, 탄소중립 요구 강화 등으로 인해 친환경 제조, 다품종 소량제조, 고기능 특수소재 등으로 전환되고 있어 금속소재 산업계도 기존과 같은 방식으로는 지속 성장이 어렵게 됐다.

일례로 자동차 제조기업들은 단순히 자동차를 만들어서 파는 비즈니스에서 벗어나 모빌리티 서비스를 제공하는 플랫폼 서비스 기업으로 탈바꿈하고 있다. 또한 자율 제조를 위해선 공정 데이터를 수집·관리·운용해야하기 때문에 플랫폼을 구축하고 소재·부품·장비 수요-공급기업이 네트워크로 데이터를 공유하고 부가가치를 창출해야 한다.

때문에 국내 소부장 중소기업은 부가가치가 낮은 생산 영역에서 벗어나 제품·연구개발, 브랜드 구축, 디자인, 서비스(고객대응) 등 고부가 영역에 진출하기 위해 노력해야한다. 중소기업은 자금 및 인력에 한계가 있기 때문에 고기능금속기술센터는 소재부품 개발 지원, 수요산업과의 네트워킹 강화, 디지털 전환 지원 등을 중점 추진할 계획이다.

이를 통해 센터는 수요기업이 필요로 하는 금속소재를 공급기업과 함께 개발하거나 협업을 지원함으로써 새로운 비즈니스를 창출하는 플랫폼이 되길 기대한다.

▲ 포항금속소재산업진흥원 고기능금속기술센터 사업목표 및 비전

■고기능금속기술센터는 금속소재 고부가화에 필요한 HIP, 3D프린터 등 장비 구축을 확대하고 있다. 이에 대한 계획에 대해 듣고 싶다

탄소중립에 따라 원자력, 수소 등이 다시 부상하고 있고 항공우주, 미래모빌리티 등 신산업이 성장하면서 첨단금속 소재부품에 대한 수요가 날로 증가하고 있다. 이러한 첨단금속 소재의 부품화를 위해선 금속, 세라믹, 복합재료 등의 고체 혹은 분말 소재를 고압·고온으로 등방압축을 통해 성형하는 HIP(열간등방압성형) 공정이 필수다.

HIP 공정은 분말 소결제품이나 주조제품의 내부 기공을 제거함으로써 물성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며 동종 소재 및 이종 소재를 확산 접합할 수 있어 최근에는 철강 압연기롤, SMR(소형모듈원전) 등에 필요한 고부가 소재부품 개발 및 사업화에 널리 적용되고 있다. 그러나 비싼 장비 가격과 어려운 공정으로 인해 중소기업이 쉽게 활용하기 힘든 기술이기도 하다.

이에 고기능금속기술센터에서는 내년 하반기를 목표로 3D프린팅 부품, 정밀 주조, 선박·항공 부품 등을 처리 가능한 Φ650mm X 2,000mm 크기의 대형 HIP 장비를 구축할 계획이다. 기업들에게 양질의 HIP 공정 서비스를 제공하기 위해 전문인력을 새로 채용했으며 국내 코힙스테크, 재료연구원 등 HIP 관련 산학연과도 협력을 확대하며 만반의 준비를 하고 있다.

이와 함께 우주항공, 자동차, 에너지 등 산업에서 수요가 증가하고 있는 적층제조(3D프린팅) 기술을 금속소재 기업들이 적극 활용하고 제품화를 할 수 있도록 장비와 산학연 협력체계를 구축 중이다.

센터가 도입한 금속 바인더 젯팅(BJ) 3D프린터는 금속 분말을 바인더로 붙여 적층해 소결과정을 거쳐 부품화하는 장비로, 새로 개발한 금속분말이 부품화가 가능한지 빠르게 검증할 수 있고 소형 부품은 양산도 가능하다.

또한 구축 예정인 로봇 기반 레이저 DED 3D프린터는 6축 로봇에 레이저 헤드를 달아 인코넬, 스테인리스 등 금속 분말을 녹여 적층하는 장비로 대형 부품 제작 및 부품 보수에 활용이 가능하다. 특히 원하는 부위에 강도를 높이거나 기능성을 부여하는 다중 소재(Multi-Material) 적층이 가능하기 때문에 부품 고부가화에 기여할 것으로 기대하고 있다.

이밖에도 센터는 포스텍, 경상대, 재료연구원, 3D프린팅연구조합 등 산학연과 융합 적층제조기술 개발과 확산을 위한 네트워크를 구축했으며, 중소기업이 적층제조를 통해 기술 난제 및 공정상 한계를 극복하고 신사업을 개발할 수 있도록 협력의 구심점 역할을 맡을 계획이다.

■고기능금속기술센터는 지역 중소기업의 경쟁력 강화의 파트너로서 ‘열린공동연구소’ 역할을 하고 있다. 그간 지원실적과 대표 사례를 꼽아주신다면

포항금속소재산업진흥원은 금속산업의 고도화와 고부가 제품개발을 지원하고 나아가 지역 중소기업의 열린공동연구소로 자리매김하는 것을 기관의 주요 목표로 삼고 있다. 고기능금속기술센터도 중소기업의 애로기술 해결과 기술수요 발굴에 적극 나서고 있다. 2024년 기준 고기능소재 및 공정 개발 관련 국책과제를 10건 유치 및 수행 중이며 패밀리기업격인 산업간 협의체 30곳 이상 모집했다. 해당 기업은 주조, 분말, 적층성형 등 유관 기술을 보유하고 있으며 경북을 포함해 전국으로 사업 지원을 확대 중이다.

센터는 국내 고기능 합금분말 개발 및 사업화 업체의 신사업 발굴 및 기술 개발 지원을 위해 비정질 합금분말, 공구강 합금분말, 인코넬 합금분말, 금속복합소재 등의 특수 소재를 바탕으로 바인더 젯팅 적층제조 공정을 활용한 소재부품 개발 지원을 수행했으며, 유관 기술 보유 기관들과 협의체를 구성해 지속적으로 지원하고 있다. 기 구축한 우수한 분석 및 평가 장비들을 기반으로 결함분석, 시제품 물성평가, 개발 소재의 정밀 평가 등 연간 20건 이상의 분석을 지원했다.

일례로 지역내 위치한 T사에서는 듀플렉스 스테인리스강 합금에 부분적으로 끼어 있는 비금속 개재물을 제어하는 기술이 필요로 했다. 이에 센터는 일렉트로 슬래그 재용해 정련로(ESR)를 활용해 정련 공정 조건을 확보해 기업의 제품 품질 향상을 도왔다.

또 다른 기업에서는 고융점 합금소재를 개발하는데 있어 미분 및 산소농도 제어를 필요로 했다. 이에 센터에서는 VIGA 장비를 통해 미분 수율 증가 및 위성분말을 억제할 수 있는 공정을 확보하고 구형도가 우수한 합금분말 생산을 지원했다.

2024년 9월 입주 예정인 M사는 고기능금속기술센터에서 보유한 진공가스아토마이저 장비를 활용한 미분의 구형 합금분말 개발에 대한 선행연구를 수행한 결과 우수한 소재를 개발할 수 있는 것으로 판단하고 적층성형 및 PM-HIP 활용 원자력 시장 등에 진출을 위한 연구 개발을 위해 입주할 예정이다.

■고기능금속기술센터는 입주기업을 본격적으로 모집하는 등 네트워킹을 확대하고 있다. 국내 소부장 기업과 어떠한 협업을 진행할 계획인지 궁금하다

고기능금속기술센터는 입주 기업과의 협업 강화를 위해 장비 활용, 신기술 도입 지원, 연관 네트워크를 강화하고 있으며 센터와 연관된 기업을 2025년까지 5곳 이상 입주시키는 것을 목표로 하고 있다.

구체적으로는 센터 보유 장비를 활용한 분석 및 기술개발 지원, 낮은 사용료 및 우수 연구 인력 배정을 통한 기술개발을 지원하고 있다.또한 고기능소재 활용 및 신사업 발굴 지원, 정부 국책과제 발굴 지원 등을 통해 중소기업의 신사업 발굴 및 신기술 도입을 돕고 있다.

이밖에도 각 회사에 맞춘 니즈에 맞춘 기술 및 제품 활용 공급체계 구축 지원 및 기업별 맞춤 사업 연계 서비스 수행을 통한 기업의 사업화를 지원하도록 하겠다. 더불어 동일 사업 영위 클러스터 구성을 위한 업체간 동반 성장이 가능한 시스템을 구축하고 있다.

마지막으로 포항이 지닌 우수한 포항공과대학교, 포항테크노파크, RIST등의 우수한 인프라와 공동 협력체계 구성을 통한 애로기술 해결 및 기업체에 맞춘 산학연 프로그램을 지원하고 있다.

철강거점센터사업이 종료되는 2025년 이후에는 지역 중소기업의 고기능 소재의 개발과 지원을 위해 지자체와 수요 맞춤형 기업 지원프로그램을 운영할 계획이다.

이를 위해 모빌리티, 에너지, 조선, 적층제조 등의 산업수요에 부응한 맞춤형 합금소재의 개발과 실증을 위한 운영 체계를 구축하고 대기업의 수행이 어려운 다품종 소량의 틈새시장을 겨냥한 하이엔드 소재전문기업을 육성에 앞장설 예정이다.

센터는 기업지원의 범위를 경북에서 전국으로 확장하고 미래 첨단 전략산업의 기초소재인 금속소재의 발전을 위해 노력하는 센터가 되도록 노력하겠다. 금속소재 고부가화 및 신사업 창출에 관심이 있는 중소기업들의 많은 관심과 협력을 당부드린다.