월간 메탈넷코리아 News Letter
2012년 03월호(통권141호/합본222)
Metal Network Korea of Monthly Journal
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소성가공 현장의 생생한 목소리가 공론화 되어야

서울과학기술대학교 교수 김홍석
SEOUL NATIONAL UINVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY, Ph.D., Hong Seok Kim
1. 소성가공의 개념과 종류는?
소재에 힘을 가한 후 그 힘을 제거했을 때 원래의 형상으로 돌아오는 성질이 탄성이다. 그러나 일정한 한도 이상의 외력이 가해지면 소재는 원래의 형태로 돌아오지 않고 영구 변형을 하게 되는 데 이것이 소성(塑性, Plasticity)이다.
소성 가공은 바로 이러한 성질을 이용, 소재에 힘을 가해 모양을 직접 변화시키고 원하는 형상을 얻는 가공법이다.
용융된 소재를 가지고 틀에서 가공하는 주조나 큰 소재를 깎아서 원하는 형상을 만드는 절삭가공, 작은 소재들을 덧붙여 원하는 형상으로 만드는 용접과 비교해보면 소성가공의 특징을 알 수 있다.
소성가공은 주로 작업유형에 따라서 나누게 되는데 단조, 압연, 압출, 인발, 전조, 프레스 가공 등으로 나눈다. 작업 온도에 따라서는 열간 가공, 온간 가공, 냉간 가공으로 나눌 수 있다.
냉간 가공은 상온에서, 열간 가공은 소재의 재결정 온도 이상에서 이루어진다. 재결정 온도보다 낮은 상태에서 이루어지는 소성 가공을 온간 가공이라고 한다. 또 소재의 형태에 따라서는 체적 성형, 판재 성형 등으로 나눈다.
소성가공은 절삭 가공처럼 칩이 생성되지 않아 재료의 이용률이 높고 금형의 직선운동이나 롤(roll)의 회전운동을 이용해 제품을 연속해서 생산할 수 있어서 생산성이 높다. 또한 소성 변형 중에 가공 경화(work hardening)를 일으키기 때문에 주조나 절삭가공 제품 보다 강도가 크다는 장점이 있다.
하지만 금형이 함께 개발되어야 하기 때문에 개발 기간이 길고 가공력이 큰 장비가 필요하므로 초기 설비비가 많이 정밀도 부분에서 절삭 가공보다 떨어진다는 단점을 가지고 있다.

2. 소성가공의 적용 산업 분야는?
인류가 소성가공 기술을 이용하기 시작한 것은 매우 오래되었다. 기원전까지 거슬러 올라갈 수 있다. 그러므로 과거부터 본다면 소성가공의 적용 분야는 어마어마하다. 현대의 산업에서도 소성가공이 제조업 전반에 걸쳐 가장 기초가 되는 부분을 담당하고 있기 때문에 적용되는 스펙트럼은 굉장히 넓다.
우리가 흔히 볼 수 있는 자동차나 자전거의 프레임, 디스플레이 핵심부품 등에도 소성가공 기술이 이용된다. 이렇듯 자동차, 조선, 항공 우주, 건축/토목 분야에서부터 최근의 IT 제품이나 사무 용품에 이르기까지 다양한 산업 분야에 소성가공품이 사용되고 있다.
또한 최근 큰 관심을 받고 있는 이슈 산업인 바이오, 나노, 마이크로 기술 및 에너지 산업에도 소성가공 기술이 기여하는 바가 크기 때문에 앞으로 적용 분야는 더 확대될 것으로 기대한다.

3. 소성가공의 기술력 및 취약점은?
한국은 경제 개발에 주력했을 당시에 중공업 우선 정책과 기계공업 우선 정책을 펼쳐 한국의 경제를 성장시키는 동력으로 삼았다.
그에 따라 이들 산업을 뒷받침하는 핵심 기반 산업인 소성가공업의 기술력 역시 큰 발전이 있었다. 현재 한국의 소성가공 기술은 세계 10위권 정도로 파악되고 있는데 이는 상당한 수준의 기술력이라고 할 수
그러나 앞으로 과연 이러한 기술력의 상승이 제대로 이루어질 것인가에 대해서는 의문이 있다. 선진국의 기술력을 따라잡기 위해서는 연구 개발에 집중적으로 투자해야 하지만 현재 한국의 소성가공산업은 대부분 중소기업이 담당하고 있기 때문이다.
주문을 받아 납기일에 맞추어 생산하기에 바쁜 영세한 소규모의 중소업체들이 연구 개발에 투자할 여력을 기대하기는 현실적으로 어려운 실정이다.
또한 뿌리 산업(주조, 금형, 소성가공, 용접, 표면처리, 열처리 등 6대 산업) 대부분이 그렇듯 3D업종이라는 인식 때문에 젊은이들이 이 분야에서 일하는 것을 기피하고 있다. 그러니 우수 인력 발굴이 어려울 뿐만 아니라 업체들이 만성적인 인력난에 시달리고 있는 것이다.
중국의 경우 현재 소성가공 분야를 포함한 뿌리산업을 적극 육성하고 있고 그 성장세 또한 매우 가파른 상태로 결국 한국은 미국, 일본, 독일 등 선진국과 후발 주자로 뛰어든 중국의 사이에 샌드위치처럼 끼여 있는 상황이다. 한국이 현재의 취약점을 해결하지 못한다면 중국에 추월 당하게 될 것이다.

4. 소성가공업의 기술력 개발을 위한 대처방안은?
현재의 기술력을 진일보하기 위해서는 우선 정부의 적극적인 지원이 필요하다. 현재 정부에서는 뿌리산업 육성을 위해 관련법을 제정했다. 지난 2010년 ‘뿌리산업 경쟁력 강화대책’을 수립하고 제공공정 구축, 뿌리산업 이행보증사업 등의 지원시책을 추진하였으며 올해 1월에는 ‘뿌리산업 진흥과 첨단화에 관한 법률’의 시행령을 실시하였다.
관련법 정비 등과 더불어 정부는 과감한 투자 정책, 인력 양성 계획 방안 등을 마련해야 한다. 소성가공업을 직접 운영하고 있는 기업 역시 지속적인 연구 개발을 통해 제품의 품질을 향상시키고 신기술을 개발하기 지속적인 노력이 필요하다.
이와 함께 경량금속성형(소성가공), 생체재료 성형, 정밀성형가공, 지능형 성형 시스템 개발 등 고부가가치를 창출할 수 있는 다양한 기술 분야로 관심의 눈을 돌릴 필요도 있다. 그러나 소성가공산업의 대부분을 차지하고 있는 중소기업들이 기술개발에 투자하기가 어려운 실정이므로 정부가 나서서 신기술 분야의 연구개발이 이루어지도록 적극 유도할 필요가 있다.
한편, 근본적으로는 소성가공업을 비롯한 뿌리산업의 중요성에 대한 인식이 더 확고해져야 한다고 생각한다. 소성가공업을 비롯한 뿌리산업들이 겪고 있는 고질적인 어려움들-3D업종이라는 인식과 인력난 등은 비단 한국만이 처한 문제는 아니다.
미국 같은 선진국 역시 마찬가지다. 미국도 역시 제조업에 대한 투자가 줄어들고 바이오, 나노, 마이크로 에너지 산업 등 첨단 산업에 대한 투자 비율이 크게 증가했다. 그러나 이런 첨단 산업들도 소성가공과 같은 뿌리 산업이 기반이 되지 않으면 불가능하다.
소성가공 같은 경우는 제품의 품질과 성능을 결정하는 매우 핵심적인 역할을 하지만 제품 생산 구조의 최하단에서 부품을 제공하는 기술력으로 인식될 뿐, 그 기여도가 잘 드러나지 않는 맹점이 있다.
따라서 소성가공산업을 첨단 산업과 연계시켜서 중요성을 인식시킬 필요가 있고 관련된 융합형 신성장 동력산업의 창출도 필요하다. 소성가공업과 첨단 산업이 각각 독립적으로 존재하는 것이 아니라는 것, 기초 산업이 튼튼한 바탕이 되어야만 다른 산업들의 발전이 가능하다는 것을 인식해야 한다.

5. 정부 및 산하단체에 바람이 있다면?
학계에서는 정부나 대기업으로부터 펀드나 연구 자금 지원을 받아 연구를 수행하는 경우가 대부분이다. 대학 내에 기술협력연구소 등이 있긴 하나 소성가공 대부분을 담당하는 중소 산업체와 직접적인 관련을 맺는 경우는 매우 드물다. 실질적인 기술 향상을 위해서는 산학협력이 필수적이기 때문에 공동 연구와 공동 기술 개발 프로젝트를 통해 산학이 함께 기술력 향상을 위해 노력해야 한다.
학생들에게 인턴 과정이나 프로젝트 사업에 참가할 수 있는 기회를 마련해 주어서 소성가공 등 뿌리산업의 중요성을 체험할 수 있는 경로를 다양화하고 기업들도 환경 개선 등의 노력을 통해 소성가공 산업의 저평가 현실 개선에 동참해야 한다. 뿐만 아니라 대기업들에서도 소성가공 부품업체들의 육성을 위해 연구개발사업에 대한 투자에 지속적인 관심을 가져야 한다고 촉구하고 싶다.
이와 더불어 정부와 학계, 산업종사자들이 함께 뿌리산업이 처한 현실과 그 중요성, 발전 방향에 대해 다양한 의견을 나누고 공론화할 수 있는 장이 마련되길 바란다. 현장의 생생한 목소리가 함께 모아져야 현재의 문제점을 개선하고 전체 산업 발전에 이바지할 수 있기 때문이다.

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