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‘공작기계의 두뇌’, CNC 국산화 첨병! 국내 산·학·연 CNC 원천기술 전초기지, 한국기계연구원이 디지털 제조(Digital Manufacturing) 앞당긴다

공작기계용 CNC는 공작기계의 두뇌 역할을 담당하는 부품으로, 스마트폰의 핵심인 AP와 비견될 만큼 높은 중요성을 가집니다. 그러나 안타깝게도 우리나라 공작기계 산업은 이 핵심 부품의 95% 이상을 일본과 독일 등 외산 제품에 의존해온 것이 현실입니다. 이러한 기술적 종속을 해결하기 위해 산업통상자원부의 대규모 투자와 한국기계연구원의 주도 아래 국산 CNC 개발 사업이 본격적으로 추진되었습니다. 국내 주요 공작기계 기업들이 협력하여 설립한 'KCNC'와 브랜드 '테스(TESS)'는 독자적인 기술 자립을 향한 첫걸음이자 제조 강국으로 도약하기 위한 핵심 동력이 될 것입니다. 이번 국산화 프로젝트는 한국기계연구원과 한국전기연구원의 유기적인 협업을 통해 기술적 한계를 정면으로 돌파하고 있습니다. 특히 구동계 개발은 높은 생산성을 보장하는 고속 회전 기술과 품질 확보를 위한 미크론 단위의 정밀 제어 기술이 동시에 요구되는 매우 까다로운 영역입니다. 한국전기연구원이 담당하는 정밀 구동 제어 기술과 한국기계연구원의 설계 역량이 결합되어 제어기, 컨버터, 서보 드라이브 등의 국산화가 성공적으로 이루어졌습니다. 이는 단순한 부품 개발을 넘어 국가 연구기관 간의 기술적 융합이 실제 상용화로 이어진 대표적인 성공 사례로 평가받고 있습니다. 개발된 CNC 시스템은 현재 실제 공작기계에 탑재되어 외산 제품에 버금가는 가공 성능을 입증하고 있습니다. 향후 2년간의 철저한 실증 과정을 거쳐 안정성을 확보한 뒤 본격적으로 시장에 공급될 예정이며, 2030년까지 국내 시장 점유율 50% 달성을 목표로 하고 있습니다. 현대위아와 화천기공 같은 수요 기업들이 직접 성능 검증에 참여함으로써 실제 현장 사용자들의 요구를 완벽히 반영한 제품으로 고도화될 것입니다. 기계 산업과 인공지능(AI) 기술의 결합은 이제 유행을 넘어 대한민국의 생존이 걸린 문제인 만큼, 지속적인 혁신을 통해 제조 강국의 위상을 지켜나갈 것입니다.

한국기계연구원[KIMM페셜]

융합
공학·기술

전기자동차부터 의료기기까지, 영구자석계의 마스터피스

고효율 모터의 수요가 급증함에 따라 항공기, 가전제품, 의료기기 등 다양한 산업 분야에서 영구자석의 중요성이 날로 커지고 있습니다. 하지만 현재 주로 사용되는 희토류 영구자석은 몇 가지 치명적인 한계를 지니고 있습니다. 주요 수출국인 중국의 자원 무기화 정책으로 인한 수급 불안정과 급격한 가격 변동은 제조 산업에 큰 부담이 됩니다. 또한 희토류 영구자석은 고온에서 자기적 특성이 급격히 저하되어 200℃ 이상의 환경에서는 사용이 어렵다는 기술적 제약도 존재합니다. 이러한 배경 속에서 희토류를 대체할 수 있는 차세대 자성 소재 개발은 국가적 과제로 부상했습니다. 한국재료연구원은 이러한 한계를 극복하고자 기존 희토류 영구자석보다 저렴하면서도 고온 특성이 뛰어난 비희토류 영구자석 소재를 세계 최초로 개발하는 쾌거를 이루었습니다. 연구진은 망가니즈-비스무트(Mn-Bi)계 합금 제조를 위한 신공정을 개발하여 상분리와 산화 문제를 동시에 해결했으며, 벌크 성형이 어렵다고 알려진 아이언 리치 합금의 표면 코팅 열처리 공정을 성공시켜 세계 최고의 자기적 특성을 확보하는 데 성공했습니다. 이는 소재의 순도와 미세 구조를 극한까지 제어하여 공정의 효율성을 높이고 기존 소재의 단점을 근본적으로 보완한 혁신적인 성과로 평가받고 있습니다. 이번에 개발된 기술은 망가니즈-알루미늄(Mn-Al)계 소재에 고압 변형 공정을 적용해 높은 보자력을 달성하고, 망가니즈-카본(Mn-C) 자성 분말에서 자화의 역온도 의존성을 발견하는 등 학술적·산업적 가치가 매우 큽니다. 이 비희토류 영구자석은 전기자동차 구동 모터와 풍력 발전기, 고성능 의료기기 등 다양한 첨단 분야에 즉시 적용될 수 있는 획기적인 솔루션입니다. 한국재료연구원은 앞으로도 끊임없는 도전과 연구를 바탕으로 국가 필수 전략 기술의 국산화를 선도하며, 소재 강국으로서 대한민국의 위상을 높이고 지속 가능한 미래 산업의 토대를 마련하는 데 중추적인 역할을 수행할 것입니다.

한국재료연구원

물리학
화학
융합
공학·기술

[KIMS 그 사람] 표면기술 전문가의 메세지

한국재료연구원의 이상철 연구원은 박사 학위자가 주류를 이루는 연구 환경 속에서 학사 출신이라는 한계를 극복하고 자신만의 독보적인 영역을 개척했습니다. 그는 단순히 동료들과 경쟁하는 것에 머무르지 않고, 해당 분야의 대체 불가능한 전문가가 되기 위해 10년이라는 긴 시간 동안 노력하여 기능장과 기술사 자격증을 모두 취득했습니다. 이러한 성과는 자신의 분야에서 최고가 되겠다는 확고한 의지와 끊임없는 자기 계발이 뒷받침되었기에 가능한 일이었습니다. 기술원의 업무는 연구 프로젝트 참여를 넘어 실험실의 전반적인 운영과 안전 관리, 장비 유지보수까지 아우르는 폭넓은 책임을 수반합니다. 특히 연구 현장에서는 다양한 구성원들이 함께 협업하기 때문에, 학생 연구원과 선임 연구원 사이의 원활한 소통을 돕는 '가교' 역할이 무엇보다 중요합니다. 기술원이 현장의 중심에서 소통의 물꼬를 틀 때, 연구원의 모든 사업과 프로젝트는 비로소 효율적으로 진행되며 성공적인 결실을 맺을 수 있게 됩니다. 모든 산업의 기초가 되는 표면기술은 소재의 수명을 연장하고 새로운 가치를 부여하는 핵심적인 공정입니다. 금속이나 비금속 소재의 부식을 방지하는 내식성과 마모를 견디는 내마모성을 입힘으로써 제품의 내구성을 극대화하는 것입니다. 반도체, 자동차, 선박, 그리고 항공 산업에 이르기까지 이 기술의 손길이 닿지 않는 곳은 없으며, 모든 부품이 제 기능을 발휘하기 위한 필수적인 공정으로 자리 잡고 있습니다. 이는 첨단 산업의 경쟁력을 결정짓는 중추적인 역할을 수행합니다. 새로운 길을 걷기 시작한 동료들에게 그는 항상 '초심'의 중요성을 강조하며 끊임없는 탐구 자세를 가질 것을 당부합니다. 한국재료연구원은 연구자들이 자신의 전문 기술을 마음껏 연마하고 성장할 수 있는 최적의 토양을 제공하며, 이는 개인의 발전이 곧 조직의 경쟁력으로 이어지는 선순환을 만들어냅니다. 자신의 일에 몰두하며 최선을 다하는 과정 속에서 무궁무진한 성장 가능성이 열리게 되며, 이는 청춘을 바쳐 투자할 만한 충분한 가치가 있는 여정입니다. 평생을 몸담아온 연구원에서의 시간은 그에게 더할 나위 없는 행복이자 자부심의 원천이었습니다. 하고 싶은 일을 마음껏 펼치며 가족들에게 자랑스러운 아버지이자 동료들에게 든든한 파트너로 남을 수 있었던 것은 그에게 큰 축복이었습니다. 연구원에 대한 깊은 애정과 감사의 마음을 전하는 그의 모습에서 진정한 직업의식과 삶에 대한 깊은 통찰을 느낄 수 있습니다. 이제 그는 지난 노고를 뒤로하고 건강하고 활기찬 새로운 인생의 막을 기대하며 나아갑니다.

한국재료연구원

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