휴대폰, LED 부품 등에 필요한 저렴하면서 열전달 및 방열성이 높은 코팅 기술 반도체 LED등 관련 표면처리기술

국내의 에너지 상황이 날로 악화되고 있어서, 아주 추운 날씨나 아주 더운 날씨에 전기를 꼭 써야 될 때, 전기쓰는 양을 줄이라고 범국민 적으로 홍보를 하는 횟수가 늘어나고 있습니다. 이유는 에어콘이나 히터의 전기 소모가 크게 증가하기 때문입니다. 
에너지 절감이라는 큰 화두에 항상 빠지지 않는 것은 어떻게 하면 더울때 더운에너지를 찬쪽으로 또는 그 반대로 빨리 이동시켜서 열을 뺏거나 주는가의 열전달 기술입니다 이러한 열전달 기술의 핵심은 소재의 표면에 열전달 해야 되는 매체를 놓았을때 그 소재의 반대편 쪽으로 열전달이 얼마나 빨리 이동할 수 있느냐의 표면처리 기술입니다. 
이러한 기술을 바탕으로 만든 부품이 히트파이프입니다. 히트파이프의 열전달 속도는 (다른 어떠한 부가되는 장치없이 무동력으로) 구리 금속의 열전달 속도의 60 ~70 배로 이동할 수 있으며, 30 cm 거리를 거의 3 ~ 4초 내에 한쪽 끝의 온도와 유사한 온도로 반대편 차가운 쪽으로 전달되는 굉장히 빠른 열전달 특성이 있습니다.  히트 파이프의 핵심 기술은 윅(wick)을 만드는 일인데 주로 표면을 요철을 내거나 분말 야금 법에 의해 소결하여 모세관 현상을 이용하는 내부 벽면 구조를 만드는 기술입니다.
이러한 분말 야금법이나 표면 요철을 만드는 가공 기술은 사이즈의 제한을 받고(파이프 내경을 분말야금으로 붙이려면 사이즈에 맞는 소결로가 있어야 하고, 요철을 파이프 내면에 내려면 내면 가공용 장비의 사양에 맞추어야 하기 때문)가공비가 많이 들어가는 단점이 있습니다.
미국에서 히트파이프를 가장 많이 사용하는 분야는 제습기나 태양열 장비, 보일러, 에어콘, 자동차, 전철, 기관차 등 교통수단으로, 온도 조절 때문에 많이 사용되고 있습니다. 그러나 점차 통신장비와 컴퓨터 등이 고 성능화 됨에 따라 이에 의한 열방출 문제와 LED 보급에 의한 열방출 문제로 히트파이프가 형태가 복잡해지고 소형화 되어야 될 필요성이 크게 증가하고 있습니다. 
이로 인하여 열방출 부분을 가공하여 판상이나 복잡한 형상의 형태를 만든후 최종적인 마무리 공정에서 내부 벽면을
윅(wick)을 만들어야 되는 시대가 되었습니다.

이러한 문제를 해결하는 기술로 제가 개발한 본 방열용 윅(wick) 대체용 세라믹 코팅기술은 어떠한 형태이든 그 형태의 내부에 세라믹을 형성 할 수 있는 코팅액을 넣어 벽면을 반응시켜 고성능의 세라믹 코팅 wick을 형성시킬 수 있습니다.  이 기술의 특징은 사이즈와 형태가 어떠한 모양이든 엄청나게 크든 아주작든 상관 없이 코팅액이 들어갈 수 있는 입구만 있으면 가능 합니다. 
본 기술이 적용될 수 있는 분야는 컴퓨터, 통신장비, LED 방열판, 각종 에어컨 등의 냉열기기 부품, 각종 제습기의 핵심부품, 각종 히터의 열전달 부품 등과 기계 장비등의 고열부분의 과열방지 부품, 각종 금형의 균일온도 조절용, 금형의 온도 제어용 고속 방열 또는 고속 가열용 부품 등에 사용 가능합니다.
                                                                    사진 열방출용 세라믹 코팅층 표면

중소기업 표면처리 분야 기술 개발 자문 지원 공지사항

제가 한국생산기술연구원을 정년 퇴직한 후 고경력 과학기술인 지원사업에 선발되어 충남지역 공공기관에서 근무한지 3년이 이번 8월에 종료되었습니다. 앞으로는 제가 보유한 기술들과 39년동안 표면처리 분야 기술개발 경험 노하우를 자체연구소가 있거나 기술개발 담당자가 있고, 기술개발을 절실히 필요로 하는 중소기업(최대 매출액 500 억원/)에 표면처리 분야 기술 개발 지도와 개발 전 과정 고문 역할로 일정기간(최소 1년) 계약(매달 200~500 만원(기술 종류, 투입시간, 거리에 따라 결정))에 의해 기술개발 상품화 개발을 지원하려고 생각하고 있습니다. 자문하는 내용은 제 생명처럼 절대 비밀을 유지합니다. 아래에 적어 놓은 제가 자문 할 수 있는 기술 분야에 관심이 있으신 사장님은 제 이메일(nepalhan@hanmail.net)으로 연락 바랍니다. 메일을 보내 주실 때는 회사명, 매출액, 주 생산품, 개발 자문 받고 싶은 내용, 기간 등을 적어 주시면 됩니다. 인연이 되면 함께 일하여 고부가가치 제품을 만들 수 있을 것입니다. 

자문 가능 표면처리 기술 분야  

1. 철 합금 부품의 내마모 향상 분야
2. 철 합금 부품의 내식성 향상 분야
3. 각종 알루미늄 표면처리 기술(LCD/OLED 표면처리 Parts 用 피막 처리 기술은 자문 진행 중)
4. 폐수처리 및 공기 정화 기술
5. 방열 표면처리 기술
6. 표면처리제 개발 
7. 나노 필터, 이차전지, 수소저장 금속화합물, 초 경면 광택제 제조 등 제 블로그와 연관된 표면처리 기술들

본인이 개발한 두 종류의 선택 초경질 코팅 기술 적용 가능한 부품들

"최저임금 때문에 버틸 여력 없습니다" 라는 기사를 읽고 삶 속의 작은 생각들

오늘 일간지에 "해외로 떠나는 공장 욕하던 나였는데… 최저임금 때문에 버틸 여력 없습니다" 라는 제목으로 "남들 다 한국을 떠날 때 국내 공장에 1300억원을 투자하며 한국을 지켰고, 해외로 떠나는 공장 욕하던 내가 최저임금 때문에 더는 버틸 여력이 없어졌습니다."27일 본지 전화 인터뷰에서 모 방직회사 회장은 격앙된 목소리로 울분을 토로했다. 라는 기사를 보았습니다.

인건비가 회사의 운명을 결정하기 때문에 지금까지 많은 회사들이 중국 베트남 등 인건비가 저렴한 나라로 이전해 갔습니다.  이제 인건비와 강성 노조 문제로 대기업까지도 공장 규모를 늘리지 않고 해외로 공장을 신축하거나 이전하는 사례가 늘고 있습니다.  특히 제조업의 생산기반기술인 6대 뿌리산업(금형, 주조, 표면처리, 열처리, 소성가공, 용접)은 열악한 작업 환경과 낮은 인건비 때문에 외국인 노동자를 쓰는데, 법정 인건비가 올라감으로 인하여 많은 뿌리산업 연관 중소기업들이 국내에서 버티기가 어려운 실정이 되었습니다.   

특히 표면처리 분야는 이와 연관되는 자동차, 반도체, 전자 통신부품, 조선, 선박 등의 수출과 연관되는 부품들의 표면처리 제조공정의 친환경화와 제조 원가의 절감이라는 두마리의 토끼를 잡지 못하면 성공할 수 없는 상황에 부딪히고 있습니다.   표면처리 연관 기업들은 이와 연관된 기술개발을 할 수 있는 인력을 구할 수가 없습니다. 그리고 회사를 운영하시는 사장님들은 무엇을 개발하면 회사가 살아날 수 있는지 아시는 분들이 많지만 선뜻 기술개발을 누구에게도 의뢰하지 못합니다. 왜냐하면 대부분의 사장님들이 표면처리 분야의 전문가이고 또 공동개발하다가 사기를 당하신 분들이 많기 때문입니다.

앞으로 인건비 상승 문제는 속도가 문제지 선진국으로 가야하는 단계에서 필연적으로 겪어야하는 시련입니다.  누가 먼저 더 친환경적이고, 더 성능이 우수하고, 더 싸고 쉽게 만들어 내는 표면처리 기술개발을 성공하느냐에 따라 국내에서 성공하느냐 폐업하느냐 해외 이전하느냐가 결정 될 것으로 생각됩니다.  구슬이 서말이라도 꿰어야 보물이 되는데 말입니다.


주강 주철 부품의 고내식 유무기 세라믹 코팅 기술 고내식 표면처리 기술

지금부터 19 년 전에 주물로 상수도 배관용 플랜지를 제작하시는 분이 찾아 왔습니다.  국내 지하 매설 상수도 배관에 연결되는 플랜지 부품을 개발하여 정부의 상수도 배관 공사에 부품 공급업체로 등록하려고, 그때 가장 문제가 되는 표면처리 기술을 일본으로부터 도입하여 실용화 하는 기술개발 과제를 중기청으로 부터 지원받아 개발을 진행 했는데 실패했다는 것입니다.

주물 플랜지 부분은 나사산이 있고 안쪽과 바깥쪽 모두를 코팅해야 하는데 내식성이 1,000 시간에 미달할뿐아니라, 부풀음등 불량이 많이나고, 코팅 후 끓는 물에 담구어 유해 물질이 녹아나오는 테스트에서 불량이 난다는 것입니다.

제가 이 분의 말을 듣고 선뜻 기술개발을 할 수 있다는 생각을 한 이유는 1990년 초에 특수 네일 스크류에 무공해 유무기 고내식 코팅액과 공정을 수탁과제로 일본기술보다 더 나은 기술을 개발한 경험이 있기 때문입니다.  특수네일 스크류의 경우는 나사 산은 있어도 넛트는 없기때문에 나사산의 내구성은 크게 문제가 되지 않았지만, 주물 플랜지는 나사산을 체결해야 함으로 나사산에 대한 고경도 세라믹 코팅을 해 주어야하는 공정이 추가됨으로 난이도가 높은 기술 이었습니다.  그러나 기술 개발이 성공하여 실제 유무기 세라믹 코팅 라인은 따로 공장을 만들어 주물 플랜지 납품에 성공했다는 소식을 들었습니다.

각종 철강 기계류 부품이나 주철 주물 부품들의 내식성을 증가시키기 위하여 일반적으로 용융 또는 전기 아연 도금후 크로메이트 처리등이 많이 사용됩니다. 그러나 도금 후 크로메이트 처리의 경우 6가 크롬 공해 문제와 내식성이 염수분무시간 172 시간 정도로 낮기 때문에 이분야에는 사용하기 곤란합니다.

본 기술은  폐수가 발생하지 않는 하지 처리인 세라믹 코팅을 하고 상부에 유무기 세라믹 코팅을 함으로써 내식성이 염수분무시간 1,000 시간 이상으로 증가하는 기술로서, 수도관 주물 플랜지에 적용하여 내식성 및 무해성 테스트를 통과 하였습니다. 본 기술은 NIW 기술의 전단계 기술로서 전처리에 적용되는 세라믹 층 두께가 약 3 미크론의 얇은 피막이어서 고경도의 특성은 약하나 처리 단가가 400원~500원/kg 정도로 극히 저렴하고 시설 투자비가 적어서 도금업체가 아니라 기계가공 생산업체 자체에서도 폐수처리 시설이 없이도 할 수 있는 기술입니다.

                                                               사진 본 기술로 처리된 볼트와 너트 샘플


실리콘 밸리에서 근무한 3 년을 돌아보며 간략 이력서

저는 2005년부터 2008년 까지 3년 동안 미국 캘리포니아 주 실리콘 밸리의 중심부에 한국생산기술 연구원 미국 사무소장으로 근무하였습니다. 그 당시에 한국과 미국이 FTA 협약이 시작되는 중요한 시기여서, 정부에서 미주권과의 기술 협력의 중요성을 인식하여, 국제협력 프로그램 사업을 시작하였는데, 그때 시작된 3년 사업인 미주권 기술협력 사업 책임자로 선정되어 실리콘 밸리 사무소에서 한국의 중소기업과 실리콘 밸리의 연관 기업 간에 기술 협력 매칭 사업들을 추진하였습니다.

1978 년부터 연구개발 분야의 연구원으로 국내 중소기업들이 필요로 하는 기술이 무엇인지와 중소기업의 기술 개발의 방법과 상품화 방식도 잘 알고 있었기 때문에, 실리콘 밸리의 세계적인 기술을 보유한 기업과 연구소들과 어떤 형태로 매칭시켜야 성공할 수 있는가에 많은 고민을 하고 또 시행착오를 하였습니다. 그 결과 많은 국내 중소기업들이 실리콘 밸리의 기업들과 기술 협력 미팅을 성공적으로 수행하였습니다.

제가 본 실리콘 밸리는 자생적으로 지속 가능한 기술 중심의 집약단지로 성공한 모델케이스입니다. 그 이유는 아주 우수한 두뇌 집단(버클리 대, 스탠포드 대, CALTECH )과 엄청난 매출을 올리는 기술 집약형 세계적인 기업과 다양한 벤처 투자 시스템에 의한 많은 벤쳐 회사들이 서로 간에 유기적으로 결합되어 움직이는 구조로 되어 있기 때문입니다. 우리나라에서는 벤쳐는 정부가 사업비를 지원해 주어야 되는 것으로 생각하는데 이런 시스템으로는 절대 성공할 수 없습니다. 우리나라는 벤쳐가 좋은 특허 기술로 단기간에 큰 투자를 받는 것은 거의 불가능 하고, 지적 재산권에 대한 보호도 제대로 되지 않지만 실리콘 밸리는 그 반대입니다.

우리나라는 미국에 비해서 참 작은 나라입니다. 작은 나라는 정부에서 강력한 추진 의지만 있으면 글로벌 시장을 타겟으로 하는 기술 집약형 단지를 구성하기가 쉽다고 생각합니다.

대덕 연구단지는 성공 할 수 있는 요인인 우수한 두뇌집단(KAIST 등 과 우수한 정부 출연 연구기관)들이 있지만 가장 중요한 돈을 만들어 내는 세계적인 기업과 벤처 기업들이 거의 없고, 글로벌 벤처 투자자들이 없기 때문에 실리콘 밸리와 같은 효과를 낼 수 없습니다.

우리나라에 무슨 세계적인 기업을 유치를 하고 벤처 투자자 들을 모이게 하느냐고 생각하실 수 있습니다. 그것이 앞으로 정부가 해 나가야 할 중요한 정책 방향이라고 저는 생각합니다. 세계적인 기업들은 돈이 된다고 생각하면 오게 되어 있습니다. 글로벌 기업들이 한국가면 돈이 된다고 생각하게 만드는 방법은 우리나라의 우수한 중소기업의 기술을 세계에 알리는 것입니다.

그것은 KOTRA 라든가 국가 지원 홍보기관에서 하는 일 아닌가? 라고 반문하실 수 있습니다. 저는 그런 형식적인 기관을 말하는 것이 아닙니다. 실리콘 밸리에서 국내 대표 중소기업 홍보 기관들의 활동을 보았습니다. 그러한 일은 비전문가라도 할 수 있는 평범한 일들입니다.

제가 제안하는 것은 글로벌 기업들이 한국에 와서 한국 기업들을 세계적인 기업으로 만들기 위해 투자할 수 있는 기회를 얻도록 하기 위한 국가주도의 글로벌 전문가 집단에 의해 운영되는 시스템을 말합니다. 국내 기술력 있는 기업들의 발굴과 글로벌 기업 만들기, 그리고 세계화의 단계를 단시간에 성취하는, 세계 수준의 전문가들로 구성된 정부 주도의 컨트롤 타워가 있어야 한다는 것입니다. 이 컨트롤 타워는 글로벌 기술집약형 단지 안에 있어야 최대의 효과를 낼 수 있습니다.

국내 중소기업들이 좋은 기술을 가지고 있으면서도 세계시장을 크게 선점하지 못하는 안타까움 때문에 이글을 씁니다.


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