생기원, 나노 복합구조 활용 '슈퍼 코팅막' 기술 개발

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국내 연구진이 특수 표면 처리로 부품에 다양한 성질을 부여하는 기술을 개발했다. 이 기술을 적용하면 항공기, 자동차를 비롯한 제조업 부품 산업의 부가가치를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

한국생산기술연구원(원장 이성일)은 박인욱 첨단표면공정그룹 박사팀이 소재 표면에 나노 복합구조를 갖춘 코팅막을 형성해 부품의 성능을 높이는 '다기능성 슈퍼코팅막 원천기술'을 개발했다고 12일 밝혔다.

슈퍼코팅막 기술을 활용해 제작한 난삭재 가공용 절삭공구
<슈퍼코팅막 기술을 활용해 제작한 난삭재 가공용 절삭공구>

연구팀은 코팅막 형성에 필요한 결정입자(원자가 규칙 배열된 입자), 비정질입자(원자 배열이 불규칙한 입자)를 초고온 플라즈마 상태에서 혼합해 다양한 종류의 나노 복합구조 구현에 성공했다.

슈퍼코팅막은 한 번의 코팅으로 부품에 내마모성, 내열성, 내식성, 내산화성 등 최대 5가지 특성을 부여할 수 있다. 부품 용도에 따라 원하는 특성을 강화할 수도 있다.

친환경 건식 방식 코팅이라는 점도 특징이다. 기존 코팅은 특정 화합물을 물에 용해시켜 금속에 덧입히는 습식방식이다. 습식 과정에서 폐액, 독성물질이 배출돼 작업자의 안전을 보장하기 어렵다.

연구팀은 이번 기술 개발로 코팅장비 관련 해외 기술료를 아낄 수 있다고 설명했다. 기존 코팅장비는 사용 기업이 최적 작동 조건을 자율 설정할 수 없었다. 코팅막을 바꿀 때마다 매번 2000~3000만원의 기술료를 지급해야 했다. 2026년 연간 13억5000만달러 규모로 성장할 세계 코팅 시장에서 지분을 확보하는 것도 가능하다.

박인욱 수석연구원(사진 오른쪽)이 코팅막 기초연구에 사용되는 장비(멀티스퍼터링 시스템) 가동 모습을 지켜보고 있다.
<박인욱 수석연구원(사진 오른쪽)이 코팅막 기초연구에 사용되는 장비(멀티스퍼터링 시스템) 가동 모습을 지켜보고 있다.>

연구팀은 절삭공구 전문기업인 한국야금과 2년여의 공동연구 끝에 연구 성과를 냈다. 한국야금은 앞으로 기술 상용화를 거쳐 해외 제품보다 20% 낮은 가격으로 고성능 절삭공구를 생산할 계획이다.

박인욱 박사는 “슈퍼코팅막 기술은 제조업 전반에 두루 적용할 수 있는 고부가가치 원천기술”이라면서 “후속연구로 초고경도, 윤활성을 추가해 총 7가지 특성을 가진 코팅막을 개발하겠다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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