고강도 물질 자유롭게 가공 ‘레이저·워터젯 융합가공기’ 개발

한국기계연구원 연구진이 워터젯·레이저 융합가공기로 레이저를 발산하고 있다.(기계연구원 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 레이저와 수압을 함께 이용해 자동차 반도체의 핵심 부품을 가공하는 장비를 국내 최초 개발했다.

한국기계연구원은 광응용장비연구실 안상훈 책임연구원 연구팀이 가공이 어려운 고강도 물질을 자유롭게 가공할 수 있는 레이저·워터젯 융합가공기 개발에 성공했다고 8일 밝혔다.

워터젯은 물을 높은 압력으로 분출시켜 다양한 소재를 정밀하게 가공하는 장비다.

차량용 반도체는 전자장비, 엔진을 제어하는 핵심부품이며, 전기차나 자율주행차는 일반 내연기관차에 비해 많은 전기장치가 필요해 사용하는 반도체 수도 늘어난다.

연구팀은 그동안 외산에 의존했던 200W급 그린 나노초 레이저를 국내 최초로 개발하는 데 성공했다. 이와 함께 제품 가공 시 외산 대비 9배 긴 시간 동안 가공위치를 정밀하게 유지할 수 있는 안정적인 광학시스템을 개발했다.

또 연구팀은 고압펌프를 통해 만들어진 고압수를 워터젯 노즐에 통과해 가공장치 내부에 50㎜ 이상 길이로 층류가 형성되도록 한 후 레이저 빔을 층류 내부 한군데로 모아 워터젯 물줄기를 따라 레이저로 제품을 가공할 수 있도록 장비를 설계했다.

이를 통해 연구팀이 개발한 레이저·워터젯 융합가공기는 빠른 속도로 정밀하게 가공할 수 있으며 기존 레이저로 가공하면서 발생했던 다량의 미세먼지와 연기 등은 워터젯을 통해 배출할 수 있어 깨끗한 작업환경을 유지할 수 있다.

융합가공기는 수입 융합가공기 대비 20% 저렴하다.

안상훈 책임연구원은 “국내 최초로 레이저 융합가공기 개발에 성공해 우리나라 미래 반도체 장비 산업기술 경쟁력 강화에 기여할 수 있게 돼 기쁘다”며 “이번 개발로 차량용 반도체 산업 경쟁력을 확보하고 우리나라 기업들의 시장점유율 확대에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 산업통상자원부의 지원을 받아 수행됐다.

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