플라스틱 레이저 용접 기술로 자동차 생산공정 6분의 1로 단축

2019.04.25 14:55
한국기계연구원(기계연)은 김정오 첨단생산장비연구본부 광응용기계연구실 책임연구원 연구팀이 자동차 후방카메라 용접에 필요한 최적의 레이저 출력을 가진 평탄도 가압모듈을 개발했다고 25일 밝혔다. 기계연 제공.
한국기계연구원은 김정오 첨단생산장비연구본부 광응용기계연구실 책임연구원 연구팀이 자동차 후방카메라 용접에 필요한 최적의 레이저 출력을 가진 평탄도 가압모듈을 개발했다고 25일 밝혔다. 기계연 제공.

자동차 후방카메라를 밀폐하는 플라스틱 용접 공정의 시간을 크게 단축시키는 기술이 개발됐다. 이번 기술은 플라스틱 용접 공정에 레이저를 처음으로 도입한 것으로 관련 기업체에 기술이전을 하는 것까지 성공했다. 


한국기계연구원은 김정오 첨단생산장비연구본부 광응용기계연구실 책임연구원 연구팀이 자동차 후방카메라 용접에 필요한 최적의 레이저 출력을 가진 평탄도 가압모듈을 개발했다고 25일 밝혔다. 


레이저 용접 공정은 대상물이 서로 접촉하지 않은 상태에서 가공이 이뤄진다. 이에 따라 다른 용접 방식보다 정밀하게 가공이 가능하고 결합강도가 우수하다. 또 접합 부분에 화학물질을 사용하지 않아 친환경적 기술로 꼽히고, 용접 후 가공과정에서 발생하는 ‘버(Burr)’가 발생하지 않아 용접면을 다듬는 후처리 공정이 줄어든다. 버는 금속을 가공할 때 생기는 얇은 지느러미 모양의 잉여부분을 뜻한다. 


연구팀은 카메라를 감싸는 플라스틱을 레이저로 용접하기 위해 가로세로 약 15mm 크기의 후방카메라에 맞춰 레이저를 정확하게 조사할 수 있는 평탄도 가압모듈을 개발했다. 평탄도 가압모듈은 가공 대상물의 수평도를 균일하게 유지해준다. 레이저로 정확한 용접을 하려면 가공대상물에 초점을 잘 맞추는 것이 중요하다. 이때 가공대상물이 수평으로 놓여있지 않으면 초점이 잘 맞지 않아 균일한 용접결과를 얻기 힘들다. 


이번 기술을 테스트 한 결과 기존 공정보다 생산시간을 6분의 1로 줄인 것으로 나타났다. 또 비접촉 용접 공정의 특성상 불량률도 기존 공정대비 20% 줄어든 것으로 확인됐다. 연구팀은 기계가공에서 가공위치를 쉽고 정확하게 정하기 위한 보조용 기구인 지그도 함께 개발해 국내벤처기업 이브이레이져로 기술이전했다. 연구팀은 현재 업체와 기술이전 및 상용화와 같은 기술 사업화에 착수했고 향후 개발된 시스템을 이용해 신제품을 양산할 예정이다.


김 연구원은 “기존 접합 방식의 문제점을 극복한 레이저 플라스틱 접합 시스템의 개발 및 보급을 통해 산업계에 새로운 바람이 불길 바란다”며 “나아가 자동차 분야 뿐 아니라 전자제품, 생필품, 의료 산업, 우주 항공 등으로의 적용 범위를 확대시키도록 노력하겠다”고 말했다.
 

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