[산업기술] 프랑스, 3600배속 MMC 제조기술 개발

- 파이버 3m 생산공정, 1시간에서 1초 미만으로 단축 -

- 자기부상 상태의 비결정 금속재료에 파이버를 연속통과시켜 강화하는 시스템 개발 -

- 자동차, 우주항공, 원자력부품 제조기술로 정착시킬 계획 -

□ 프랑스의 한 중소기업이 기존의 금속복합재료(MMC) 제조방법이 가지는 단점들을 완전 보완시킨 자기부상식 MMC 제조기술을 개발해 자동차, 우주항공 및 원자력과 같은 고부가가치 첨단산업계를 비롯한 여러 관련분야의 생산성 및 친환경성이 크게 향상될 수 있는 계기를 마련함.

 ○ 프랑스 중동부 론-알프스 지방에 1913년 설립돼 종업원 300명, 매출 5700만 유로(2008년 기준)의 중소기업규모를 지닌 Thermo Technologies 그룹은 고도의 기술력이 필요한 고부가가치 금속표면처리 전문업체임.

 ○ 이 회사는 10여 년 전 프랑스 모터생산업체 SNECMA 그룹이 출원한 특허를 응용해 비결정 금속재료를 자기 부상시켜 도가니와의 접촉을 없애는 한편, 장섬유를 연속통과시켜 강화하는 기술을 4년 동안 개발 연구한 끝에 초당 1m 내지 5m의 금속복합 파이버를 제조하는 데 성공함.

 ○ 제랄드 산체스 연구 개발 책임자는 “이 제조공정 덕에 금속복합재료 제조속도가 기존의 제조공정보다 3600배 빨라졌다.”고 설명함.

 ○ 금속복합재료는 알루미늄이나 마그네슘 또는 티탄과 같은 금속을 세라믹섬유와 같은 파이버로 강화시켜 기존의 금속제품보다 내열성이나 강인성을 높인 산업재료로 자동차나 항공기 또는 선박 등의 기계부속품 제조에 사용되는데, 기존의 제조공법들(핫프레스법, 물리적 증착법, 전착법 등)은 1시간에 몇 미터 밖에 생산하지 못하는 한계성을 지님.

 ○ 이 회사는 이러한 기존의 금속복합재료 제조공정이 가지는 단점들을 없애기 위해 자기부상식 연쇄제조공법을 개발해 초당 1〜5m의 파이버를 제조할 수 있게 됨.

  - 자기부상식 제조공법은 비결정 금속재료와 도가니의 접촉으로 인한 물리화학적 공해위험이 있는 기존 제조공법의 단점까지 해결해 환경친화적임.

□ 자기부상식 제조법

 ○ 융해상태의 금속기지(티타늄 등)를 냉각된 도가니 안에 부상시키기 위해 도가니 주변에 유도자(인덕터)를 설치해 자장을 일으킴.

 ○ 자기부상 상태의 비결정 금속기지 용량을 유지하기 위해 분말형태의 금속기지를 소모량에 맞춰 계속 주입시킴.

 ○ 섬유(세라믹, 탄소 등)를 도가니 안의 금속기지에 횡방향으로 연속통과시켜 강화함.

 ○ 강화된 섬유를 동일소재의 용기(원하는 모형으로 제조된)에 담아 덮개를 용접한 상태로 열간등가압소결(HIP : High Temperature Isostatic Press)법에 의해 금속기지복합재료를 제조함.

 ○ 이 회사는 파트너그룹인 SNECMA사에 규소탄화물 장섬유로 강화된 탄소재 엔진디스크 및 항공기 착륙장치부품 등을 제조해 줌.

□ 여타 금속기지복합재료 제조용으로 확대적용 계획

 ○ 이 회사는 자기부상식 제조공법을 알루미늄섬유로 강화된 알루미늄, 탄소섬유로 강화된 마그네슘 등 다양한 금속기지복합재료를 생산하는 데 적용할 계획임.

 ○ 이를 위해 이 회사는 자기부상 융해상태의 금속기지 분량을 지속 유지할 수 있는 체제를 강화해 2011년부터 규모의 생산단계로 사업을 본격화할 계획임.

 ○ 이 회사가 목표로 하는 산업은 자동차, 우주항공 및 원자력발전 등 고부가가치 첨단산업, 특히 핵연료 폐기물 보관용 컨테이너 제조에 필요한 보론섬유로 강화된 알루미늄 복합재료 및 우주항공산업용 안테나 지주 등을 고려

□ 시사점

 ○ 프랑스는 자기부상식 제조공법으로 성능이 높은 금속복합재료 생산성이 현저히 높아져 단가절감 및 경쟁력이 향상돼 자급자족이 가능해질 전망임.

 ○ 또한 다양한 소재의 금속복합재료 생산능력을 갖게 될 경우, 해외시장에서 상당한 영향력을 행사할 공산이 커 우리나라에서도 이 기술을 수용해 생산성 및 경쟁력을 제고할 필요성이 있음.

자료원 : 프랑스 주간산업지(Usine Nouvelle) 2009.11.19, Thermo Technologies 그룹 홈페이지