똑똑한 프레스 '쎄다'…가격 낮추고 전기소비량 줄여

한국기계연구원, 서보 모터 이용한 새로운 제품 개발

▲국내 연구팀이 개발한 스마트 서보프레스.[사진제공=한국기계연구원]

[아시아경제 정종오 기자] 똑똑한 프레스가 개발됐다. '쎄다(SEDA, Smart and Ecological Dual servo motor driven Advanced mechanical press) 프레스'로 이름 붙인 이 프레스는 한 방향으로 단순 회전 운동하는 일반 모터와 달리 회전속도와 방향을 자유롭게 제어하는 서보 모터(Servo Motor)를 사용했다.

연구팀은 2개의 서보 모터를 마치 사람의 팔 같이 좌우 대칭 형태로 배치해 누르는 힘의 크기를 고효율로 키울 수 있는 메커니즘을 개발했다. 제품가격은 75%로 낮추고 전기소비량은 30% 줄였다,

기존에는 가격이 비싸면서 크고 무거운 서보 모터 1개를 이용했기 때문에 프레스 가격이 높았고 상부가 무거운 '가분수 구조'였다. 이번에 개발한 프레스는 출력이 낮은 2개 서보 모터를 사용하면서도 최대 50배 이상 프레스 가압력을 낼 수 있다.

현재 우리나라 프레스 시장은 약 8500억 원 규모이다. 이 중 30~40%가 서보 프레스로 대체될 것으로 전망된다. 이번에 개발된 기술로 기존 프레스의 75%까지 가격을 낮췄으며 70% 수준까지 낮추기 위해 기술 개발이 진행 중이다.

이번 기술 개발의 또 다른 특징은 경량재의 정밀 부품화에 있다. 알루미늄이나 마그네슘 합금, 고장력 판과 같이 미래형 자동차나 대형 디스플레이, 항공·군수기기 부품에 사용되는 난성형의 경량재는 복원력이 뛰어난데 균열이 발생돼 기존 프레스 기술로 성형이 어려웠다. 기계연의 이번 기술 개발로 성형 공정에서의 속도나 지연 시간 조절이 자유로워 프레스의 동작을 원하는 대로 설정할 수 있다.

난성형(難成型, Difficult to deform) 경량재란 일반 프레스로는 성형이 곤란해 사용을 기피해 왔는데 경량의 특성으로 인해 최근 소재 대체화가 필연적으로 요구되는 첨단 신소재 분야를 말한다.

한국기계연구원(원장 임용택) 광응여용기계연구실 강재훈 박사팀이 이번 제품을 개발했다. 강재훈 박사는 "지금까지 프레스는 공작기계의 첨단화되는 성능과 기능 발전을 따라가지 못했다"며 "이번에 개발한 서보프레스는 PC기반으로 운용되는 작업자 친화형의 조작 프로그램과 함께 성형 상태를 실시간으로 보여주는 그래픽 기능 등도 다양하게 갖춰 비숙련자들도 쉽게 다룰 수 있다"고 설명했다.

이번 기술과 관련해 현재 국내특허가 5건 등록됐다. 국제특허 출원도 추진할 예정이다. 약 30% 이상의 절전 효과도 기대할 수 있어 앞으로 에코 인증화를 도입하는 등 스마트 공작기계로 거듭날 수 있는 후속 연구를 진행해 첨단 서보프레스의 기술경쟁력을 확보할 예정이다.