내장센서 갖춘 '똑똑한 금형' 사출성형 불량률 낮춘다

기계硏, 지능형 사출성형 개발…스마트폰 렌즈 생산수율 20%p↑

국내 연구진이 수요가 증가하는 스마트폰용 고해상도 카메라 렌즈 등 정밀부품 생산에 쓰이는 거푸집(금형) 안에 내장센서를 달아불량률을 줄일 수 있는 지능형 사출성형 시스템을 개발했다.

한국기계연구원(KIMM·원장 임용택)은 첨단생산장비연구본부 송준엽 박사팀이금형 안에 내장센서(BIS)를 달아 온도, 압력 등 데이터를 직접 측정, 분석하는 똑똑한 사출성형 시스템을 개발했다고 밝혔다.

사출성형은 플라스틱 등을 녹여 원하는 모양의 금형 속에 쏟아붓고 굳혀서 제품을 만드는 공정으로 자동차 부품에서 스마트폰용 정밀 초소형 렌즈까지 다양한 부품을 제조하는 데 사용된다.

그러나 현재 사출성형 시스템은 금형 내부의 온도와 압력 등 조건을 알기 어려워 경험이나 추정에 의존해 플라스틱 수지를 넣기 때문에 불량률을 제어하기 어려운문제가 있다.

송 박사팀은 스마트폰용 렌즈 12개를 동시에 생산하는 방사형 금형 속에 내장센서를 달아 온도와 압력을 실시간으로 측정, 분석해 공정상태를 진단하고 품질을 예측할 뿐 아니라 생산자가 공정과정을 스마트폰으로 원격 모니터링 할 수 있는 스마트 공장시스템을 개발했다.

이 기술을 스마트폰용 렌즈 생산공정에 적용한 결과 생산수율이 기존 시스템(60∼70%)보다 20%포인트 이상 높아진 것으로 나타났다.

스마트폰용 렌즈 생산에 사용되는 플라스틱 수지에서 렌즈 자체가 차지하는 양이 10% 정도인 점을 고려할 때 생산수율을 20%p 이상 높인 것은 원재료를 200% 이상절감할 수 있음을 뜻한다고 연구진은 설명했다.

연구진은 전 세계에서 연간 3억8천만대가 생산되는 8메가픽셀 이상의 고해상도카메라 모듈에 이 기술을 활용하면 소재 절감 1천233억원, 금형 비용 절감 199억원등 연간 1천432억원의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다고 밝혔다.

이 지능형 사출성형 시스템은 중소기업인 ㈜엔투에이, ㈜신명정보통신에 기술이전돼 스마트폰용 렌즈 모듈 생산에 사용되고 있다.

송준엽 박사는 "사출·조립 산업은 다른 산업과 비교해 영세한 편이며 작업자경험에 의존하는 측면이 강했다"며 "이번에 개발한 기술은 사출금형 기술에 ICT기술과 재료기술, 메카트로닉스 기술을 융합시킨 스마트 공장기술"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>