한국생산기술연구원(KITECH)

자동차·조선·반도체 받치는 '뿌리기술', 최고 가린다

자동차·조선·반도체 받치는 '뿌리기술', 최고 가린다- 뿌리기술경기대회 시상식, 6개 분야 1,065명 경합, 정부포상 63점- 대통령상 ㈜영풍열처리… 숙련기술 '암묵지' 디지털 전수 방안도 첫선 □ 한국생산기술연구원(이하 생기원) 국가뿌리산업진흥센터가 9월 15일, 서울 한국섬유산업연합회 텍스파홀에서 '2026년 뿌리기술경기대회' 시상식을 열었다.ㅇ 1991년 도금 경기대회로 출발해 올해 34회를 맞은 뿌리기술경기대회는 현장의 숙련 기술인을 찾아내고 미래 기술인재를 키워온 국내 대표 뿌리기술 경연이다. □ 올해 대회에는 주조·금형·소성가공·용접·표면처리·열처리 6개 분야에 총 1,065명이 참가해 지난 4월부터 8월까지 5개월간 실력을 겨뤘다.ㅇ 기업은 현장에서 쌓은 공정기술과 제품 품질로, 학생과 재직자는 설계·가공·용접·열처리 등 분야별 실기 과제로 심사를 받았다. □ 대통령상은 침탄열처리 분야의 ㈜영풍열처리에 돌아갔다.ㅇ 침탄열처리는 기어·베어링처럼 마모가 심한 부품에 널리 쓰이는 기술로, 탄소가 적어 무른 강재의 표면에 탄소를 스며들게 해 겉은 단단하게 굳히면서 속은 충격에 잘 견디는 성질을 그대로 살린다.ㅇ ㈜영풍열처리는 표면경도와 유효경화층 깊이, 현미경 조직, 공정보고서 등 심사 항목 전반에서 높은 점수를 받았다. □ 국무총리상은 4개 기업이 수상했다.ㅇ 고내열 선박 엔진용 터보차저 터빈 케이싱을 선보인 아이에스(IS, 주조), CO₂ 아크용접으로 초고압 압력용기를 만든 현대제철㈜(용접), 친환경 3가 크로메이트 공정을 적용한 세원금속(표면처리), QT열처리 제어기술을 구현한 드림열처리㈜(열처리)가 각각 이름을 올렸다.ㅇ 이 밖에 12개 기업이 산업통상부·중소벤처기업부 장관상을 받았다. □ 뿌리기술경기대회는 기업의 공정·제품 경쟁력을 가리는 데 그치지 않고, 현장 재직자와 미래 기술인재를 발굴해 뿌리산업으로 연결하는 통로 역할도 맡고 있다.ㅇ 이날 개인부문에서는 뿌리기업 재직자와 한국폴리텍대학·포항제철공업고등학교 등 학생·교사 46명이 산업통상부·교육부·고용노동부·중소벤처기업부 장관상과 표창을 받았다.ㅇ 수상자에게는 분야별로 뿌리기업 취업 알선과 기능사 자격 취득 기회 등을 제공해 대회에서 확인된 실력이 곧바로 취업과 경력으로 이어지도록 했다. □ 올해 시상식은 여기서 한발 더 나아가, 숙련 기술인의 머리와 손에만 남아 있는 기술을 다음 세대에 넘기는 방안을 처음으로 공유했다.ㅇ 뿌리산업은 오랜 경험에서 몸에 밴 판단과 노하우, 이른바 '암묵지'가 경쟁력을 좌우하지만 인력난 속에 이를 이어받을 인력은 갈수록 줄고 있다.ㅇ 이날 마련된 '암묵지의 디지털 전수방안' 발표에서는 베테랑 기술인의 경험을 디지털 자산으로의 축적을 통해 AI를 도입한 사례를 공유했다. □ 최태훈 생기원 지능화뿌리기술연구소장은 “뿌리기술경기대회는 34회를 거치며 산업현장에서 묵묵히 기술을 쌓아온 숙련인력과 미래 기술인재를 발굴하고 알리는 역할을 해왔다”며 “앞으로도 참가자들의 자긍심을 높이고 뿌리기술의 가치를 널리 알리는 데 힘쓰겠다”고 말했다.

개인 맞춤형 스마트웨어 시대 열린다

- 생기원, 3D 설계부터 로봇 봉제까지... 초소형 맞춤형 공장 구현- 머신비전·니들형 그리퍼 적용한 로봇 자동화로 다품종 소량생산 □ 한국생산기술연구원(이하 생기원)이 가상환경에서 개인 맞춤형 스마트웨어를 설계하고 공정을 사전 확인한 뒤, 로봇이 실물 시제품을 자동 생산하는 ‘초소형 맞춤형 공장(On-Demand Microfactory)’ 구현에 성공했다.ㅇ 디지털 제조와 로봇 자동화 기술이 결합된 이번 성과는 섬유솔루션부문 임대영 수석연구원, 자율형제조공정연구부문 원찬희 수석연구원, 산업융합기반실 강봉구 수석연구원 연구팀이 개발을 주도했다. ㅇ 공동 연구팀은 3D 맞춤 설계, 디지털 트윈 공정 검증, 로봇 자동 재단·봉제기술을 하나로 통합하고, 이를 적용해 스마트웨어의 다품종 소량생산을 위한 온디맨드 마이크로팩토리를 구현했다고 밝혔다. □ 스마트웨어는 센서, 전극 등 전자기기 부품을 의류에 결합한 제품으로, EMS(전기근육자극) 트레이닝 수트, 심박 측정 내의, 발열 재킷, 족압 분석 및 보행 교정 양말 등이 대표적이다. ㅇ 착용자의 체형에 따라 전극과 배선 위치를 다르게 설계해야 하고, 제품 사양이 바뀔 때마다 공정도 수정해야 해 대량생산 방식으로는 맞춤형·다품종 소량생산이 어렵다. □ 공동 연구팀이 구현한 초소형 맞춤형 공장은 설계부터 생산까지 전 과정을 3단계 연속 공정으로 연결해 기존 한계를 극복했다. ㅇ 첫 번째는 3D 맞춤설계 단계로, 착용자의 신체 치수와 원하는 디자인을 입력하면 3D 의상 모델과 2D 재단 패턴이 자동으로 생성되며, 착용자 체형에 맞춰 전극 위치와 배선도 실시간 조정할 수 있다. □ 두 번째 단계에서는 연구팀이 구축한 디지털 트윈 환경에서 해당 제품을 어떤 설비와 순서로 생산할지 미리 검토한다. ㅇ 마이크로팩토리의 설비와 공정을 가상환경에 재현한 뒤, 다양한 생산 시나리오를 미리 시뮬레이션하여 최적의 공정 순서와 생산시간을 도출할 수 있다. ㅇ 공동 연구팀은 제조시스템과 디지털 트윈을 연결, 실제 생산 시 공정 데이터를 가상 모델과 실시간으로 연동해 모니터링하는 시스템도 구현했다. □ 마지막 단계에서는 연속 공정형 로봇 시스템이 원단 재단부터 이송, 봉제까지의 전 과정을 수행하게 된다. ㅇ 전달받은 2D 패턴대로 원단을 자동 재단하면, 머신비전 시스템이 재단된 원단의 형태와 위치를 정밀 인식할 수 있는 시스템이다. ㅇ 이어 연구팀이 자체 개발한 ‘다자유도 니들형 그리퍼’가 천을 안정적으로 잡아 자동 봉제기로 옮긴 후, 입력된 프로그램에 따라 봉제를 진행해 EMS 스마트웨어 시제품을 완성한다. □ 개발된 성과는 지난 8월 삼성동 코엑스에서 개최된 ‘프리뷰 인 서울(PIS) 2026’ 전시회에서 선보였다. ㅇ 연구를 이끈 임대영 수석연구원은 “제품화 전 과정을 사전 시뮬레이션하고, 이를 실제 로봇 제조공정과 유기적으로 연동한 것이 성과의 핵심”이라고 설명하며 “앞으로도 지속적으로 온디맨드 마이크로팩토리 고도화를 통해 개인 맞춤형 스마트웨어 생산기반을 확대하겠다”고 밝혔다.

친환경 선박시대 앞당길 차세대 배기가스 정화기술 개발

생기원, 친환경 선박시대 앞당길 차세대 배기가스 정화기술 개발- 1메가와트 선박엔진 육상실증에서 질소산화물(NOx) 98.8% 저감 - 버너 없는 유도가열로 탄소배출 Zero, 극지용 선박 확대 적용 기대 □ 국제해사기구(IMO)가 2050년까지 국제 해운의 온실가스 배출량을 넷제로(Net-zero) 수준으로 줄이기로 하면서, 액화천연가스(LNG)와 암모니아가 친환경 선박 대체연료로 주목받고 있다.ㅇ LNG와 암모니아는 탄소 감축에 효과적인 반면 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O ), 독성 암모니아 등 또 다른 유해물질과 온실가스 배출 문제를 안고 있어 고효율 배기가스 정화기술이 중요해지고 있는 상황이다. □ 한국생산기술연구원(이하 생기원)이 기존 배기가스 정화 장치의 단점을 극복한 고효율 배기가스 정화기술을 개발했다.ㅇ 생기원 울산기술실용화본부 저탄소에너지그룹 임동하 수석연구원 연구팀은 ‘금속 지지체(Metallic substrate) 스마트 촉매 플랫폼’을 구현, 기존 장치의 한계를 극복한 차세대 선박 배기가스 정화기술 개발에 성공했다고 밝혔다. □ 배기가스 정화 장치에서 촉매는 유해물질을 화학적으로 분해하는 역할을, 지지체는 촉매를 안전하게 붙잡아두는 뼈대 역할을 담당한다.ㅇ 촉매는 적정 온도에서는 제 기능을 발휘할 수 있지만, 실제 상황에서는 선박 운항 조건에 따라 배기가스의 온도와 조성이 계속 달라져 안정적인 정화 성능을 유지하기 어렵다.ㅇ 더욱이 기존 세라믹 지지체 기반의 정화 장치는 부피가 크고 무거운 데다 열전달도 느려 신속한 온도 조절에 한계가 따른다. □ 연구팀은 이를 개선하기 위해 먼저 지지체를 얇은 금속 소재로 바꿨다.ㅇ 지지체는 배기가스가 지나는 통로의 표면에 촉매를 고정하는 구조물로, 금속을 사용하면 세라믹보다 훨씬 얇게 만들 수 있다.ㅇ 벽이 얇아지면 같은 크기에서도 촉매의 반응 면적이 넓어지고, 배기가스의 흐름을 방해하는 압력손실이 줄어들며, 촉매까지의 열전달 속도도 빨라진다. ㅇ 연구팀은 제작된 금속 지지체에 미반응 메탄*과 암모니아, 질소산화물, 아산화질소 등 배출가스를 정화하는 촉매를 고르게 입혀 촉매모듈을 구현해 냈다. * 미반응 메탄 : LNG 추진 선박 엔진 연소 과정에서 연소되지 않은 메탄(메탄슬립) □ 금속 지지체 촉매 모듈을 1메가와트(MW)급 선박 엔진에 적용한 육상 실증 결과 엔진 출력 75% 조건에서 질소산화물(NOx) 98.8%, 아산화질소 72.1%가 감소하는 우수한 성능이 입증됐다.ㅇ 1MW급 선박 엔진 운전 조건 하에서의 국내 첫 실증 사례로, 촉매 사용량도 기존 세라믹 지지체 대비 약 55%, 모듈 수 24%, 반응기 부피 30%가 감소해 제작 비용과 설치 공간을 동시에 줄일 수 있다. □ 연구팀은 금속 지지체 촉매 모듈을 고주파 유도가열로 직접 데우는 벤치 규모의 촉매 반응 시스템을 구축하고, 이를 파일럿 규모로 확대하기 위한 설계기술도 확보했다.ㅇ 기존 버너 방식은 반응기 외부로부터 열을 공급받기 때문에 이산화탄소가 발생하고, 열 손실과 온도 편차도 심하다. ㅇ 반면 고주파 유도가열 방식은 촉매가 코팅된 금속 지지체를 직접 데우는 방식이어서 빠르고 균일하게 반응 온도를 얻을 수 있다.ㅇ 재생 전력과 연계할 경우 버너 연소에 따른 탄소배출과 탄소 비용 부담도 줄일 수 있어 친환경 전기식 촉매 공정으로 활용도가 높다. □ 임동하 수석연구원은 “금속 지지체 코팅 촉매와 고주파 유도가열을 결합해 촉매 반응기는 소형화하고, 전기식 직접 가열 촉매 플랫폼을 구현한 것이 핵심”이라고 설명하며, “확보된 성과를 바탕으로 금속 지지체에 촉매를 입히는 일부 공정을 자동화하고, 촉매의 종류와 반응 조건에 따른 오염물질 저감 성능을 예측할 수 있는 AI 모델을 개발 중”이라고 말했다.ㅇ 또한 제조 자동화와 AI 예측·제어기술을 연계해 품질과 운전 효율을 지속적으로 높이는 한편 극지 운항 선박과 반도체·수소·철강 분야의 탄소 전환 분야로 확대할 계획이라고 밝혔다.