금형산업의 새로운 변화와 미래창조 금형기술 교류
2013년 부천국제금형 컨퍼런스
& 한국금형공학회 동계학술대회 동시 개최
미래 금형산업의 전망과 비전을 나누는 자리가 마련됐다.
한국생산기술연구원과 한국금형공학회가 구랍 13일 유한대학교 유일한기념홀에서 금형관련 기업과 연구소, 학계 관계자 300여명이 참석한 가운데 ‘부천국제금형 컨퍼런스’와 ‘동계학술대회’를 공동 개최했다. 금형산업의 대표적 연구원과 학술단체가 공동으로 학술행사를 개최한 것은 이번이 처음으로, 금형산업의 최신 금형기술과 미래 비전을 교류하는 의미있는 기회였다.
2013 부천국제금형 컨퍼런스는 2002년부터 매년 개최하여 올해로 12회를 맞는 행사이다. 이번 컨퍼런스는 ‘창의적 제품에 대한 3D 프린팅과 미래창조 금형기술 전망 제시’를 주제로 3D 프린팅 관련 세계 유수의 기업과 금형 전문가 등이 참여하여 최근 동향과 미래 비전을 발표했다. 금형공학회 동계학술대회도 컨퍼런스 도중 발표를 진행하여 최근 이슈가 되고 있는 금형 기술에 대한 폭넓은 접근을 시도했다.
이날 행사에는 독일 크리슈난 람쿠마르(Krishnan Ramkumar) EOS Manager가 ‘금속 3D 프린터를 이용한 금형 및 금형부품 가공과 미래 금형 제작기술’을 주제로 금속 3D 프린터의 개념과 활용사례를 중심으로 강연을 진행했다. 마틴 벅(Martin Bock) Fraunhofer IPT Manager는 ‘금형 제조기술과 공정; 금형회사의 미래를 위해’를 주제로 독일 RWTH 아헨 대학과 연계한 프라운호퍼 IPT 연구소의 ‘산업과 교육’의 성공적인 정착을 소개했다. 대만 Moldex3D사의 베니 양(Venny Yang) 박사(Moldex3D President)도 ‘사출금형 시뮬레이션의 최신 기술’을 주제로 강연을 이어갔다.
국내 금형 전문가들의 강연도 이어졌다. 허영무 한국생산기술연구원 수석연구원은 ‘자동차용 모바일 기기 부품 제조용 뿌리기술 플랫폼 포털 구축’을, 김동성 포항공과대학교 교수는 ‘마이크로/나노표면을 가진 세포배양용기 금형 및 성형기술’을, 이하성 유한대학교 교수는 ‘창의적 제품을 위한 신개념 미래창조 금형기술’을, 김종덕 한국생산기술연구원 수석연구원은 ‘여러가지 코너 형상 부품의 다이 롤 저감을 위한 Fine Blanking 금형기술’을, 구본홍 VM Tech 대표는 ‘결졍화를 고려한 수지의 고화 거동에 관한 연구’를 주제로 각각 강연을 진행했다.
 금형공학회 학술대회와 관련해서는 백승엽 인덕대학교 교수가 ‘F-theta lens 금형코어용 서브마이크로급 패턴 가공 공정 연구’를, 정현석 한국기술교육대(한국엔겔기계) 차장이 ‘형체력에 따른 플라스틱 렌즈 두께에 관한 실험적 연구’를 주제로 최근 연구 성과를 발표했다. 컨퍼런스 한편에서는 금형공학회 동계학술대회를 통해 발표된 20여편의 포스터발표가 진행되어 최신 금형 기술의 연구 동향을 한눈에 살펴볼 수 있는 기회를 제공했다.
한편, 부천시는 660여개의 금형업체가 밀집해 있는 국내 최대 금형산업 밀집 지역으로 금형을 비롯한 조명, 로봇, 패키징 등을 4대 지역특성화산업으로 육성하고 있다. 특히 금형산업과 관련하여 부천시는 오정산업단지내 금형 집적화 단지인 몰드밸리를 조성하고, 금형산업의 인프라 구축을 위해 금형 전문 R&D 기관인 한국생산기술연구원 금형기술센터를 유치하는 등 국제적인 금형산업 중심도시로 발돋움하기 위한 다양한 지원사업을 진행하고 있다.
3D 프린팅 기술을 활용한 금형제작
국제금형 컨퍼런스는 행사는 3D 프린터 전문 제조사인 독일 EOS사의 크리슈난 람쿠마르(Krishnan Ramkumar) Manager가 ‘금속 3D 프린터를 이용한 금형 및 금형부품 가공과 미래 금형제작 기술’을 주제로 진행하면서 시작됐다.
크리슈난 Mansger가 소개한 금속 3D 프린터는 레이저 소결(Laser Sintering) 적층 방식을 응용한 직접금속레이저소결(DMLS: Direct Metal Laser Sintering) 방식으로 레이저 빔으로 금속 분말 상태의 파우더를 레이저로 녹여 한층 한층(Layer By Layer) 순간적으로 적층하여 원하는 형상을 만드는 방식이다.
그는 “DMLS 공정을 통해 금형을 제작하면 복잡한 디자인의 금형도 단가 상승 없이 빠르고 자유롭게 제작이 가능하며, 생산성과 품질향상, 금형제작 시간 절감 등의 효과를 얻을 수 있다.”고 설명했다. 특히 디자인적인 측면의 이점을 강조했다. 시뮬레이션을 통해 미리 검증 결과를 예측할 수 있고, 무한대에 가까운 디자인 자유도를 얻을 수 있어 디자인을 지배하는 금형제작이 가능하다는 설명이다.
 크리슈난 Mansger는 또한 금형 제작에서 DMLS 공정을 가장 효과적으로 활용할 수 있는 다양한 적용 사례를 소개했다. 소개된 사례 가운데 하나는 다이캐스팅 금형에서의 인서트 적용이었다. 기존 가공 방법과 동일한 금형 수명을 요구하는 과제에서 냉각채널 최적화와 EOS 금속 분말 MS1을 이용한 DMLS 공정을 통해 20%의 사이클 타임을 감소와 하나의 금형으로 18만개 규모의 생산이 가능한 성과를 거뒀다. 인서트 수리에 대해서도 공정 비용과 시간 절약 측면에서 DMLS 공정이 더욱 뛰어난 성과를 거뒀다고 밝혔다. 파손된 인서트 부분을 금속 분말로 적층하여 수리할 수 있으며, 이를 통해 새롭게 금형 인서트를 제작하던 기존 관행에서 벗어나 비용을 절약할 수 있다는 설명이다. 리드 타임(제품 원자재 투입부터 완성까지 걸리는 시간)도 감소하는 효과를 거뒀다. “DMLS 공정의 무조건적인 적용 보다는 다양한 적용 사례를 통해 기존 금형 제작공정과 비교 검토하여 최적의 금형제작이 될 수 있는 방안의 도입이 필요하다. EOS사의 금속 3D 프린터를 통해 금형제작 원가 절감을 실현하기를 바란다.”고 크리슈난 Mansger는 덧붙였다.
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