[혁신현장을 찾아서] 부산대 가변성형연구실, CAD 기반 성형공정, 조선ㆍ항공 등 활용

부산대 가변성형연구실(책임교수 강범수 · 사진)은 1994년 설립 이후 CAD · CAE 기반의 성형공정 기술 분야에 주력해왔다. 2007부터는 다양한 성형면의 형성이 가능한 가변금형(flexible die) 성형기술 개발에 나서고 있다. 항공기 동체 등을 이루는 금속판을 다양하고 정밀한 방식을 통해 곡선 형태로 성형하는 기술로 조선,항공 등 다품종 소량생산 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대되는 분야다.

이 연구실의 가변금형 성형 기술은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫번째는 후판 가변성형이다. 선체 구조를 구성하는 대형 후판 곡블록은 주로 전통적 방식의 선상가열법에 의해 가공돼왔다.

하지만 생산성이 낮다 보니 작업자의 경험에 의존하는 경우가 많고 작업환경이 열악해 대체 공정의 필요성이 대두돼왔다. 이를 위해 개발한 후판 가변성형공정의 주요 기술로는 탄성회복 예측 및 보정 기술,반복성형,분할성형,블랭크 설계 등이 있다.

두번째는 박판 가변성형이다. 항공기 외피 구조는 스트레치성형에 의해 가공된다. 하지만 곡률 분포가 각기 다른 제품을 가공하려다 보니 다수의 금형이 필요하다. 부산대 가변성형연구실은 이를 하나의 가변금형으로 대체하기 위한 성형기술 개발에 주력하고 있다.

세번째는 구조재 가변성형이다. 세미모노코크 구조 기반의 항공기 동체를 구성하는 frame 및 stringer 구조재의 곡가공을 위한 가변성형 공정을 연구하고 있다.

가변성형연구실은 국내 최초로 가변성형장치를 개발하고 지식경제부 교육과학기술부 국방과학연구소(ADD) 등의 정부기관 주관 아래 시행되고 있는 연구개발 지원 사업에 적극적으로 참여해 연구 성과를 인정받았다.

강범수 책임교수는 "가변성형기술은 전통적 방식의 노동집약적 생산 공정을 획기적으로 대체하면서 생산성과 품질을 동시에 제고할 수 있는 고부가가치 제조 기술"이라며 "후판과 박판,구조재의 곡가공 공정에 대한 가변성형기술은 고도의 유연성을 겸비한 지능형 생산시스템으로 제조 기술의 혁신에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

고경봉 기자 kgb@hankyung.com