지난 12월 6일 수원 라마다호텔에서 크라우스마파이(KraussMaffei)사의 ‘기술세미나’가 열렸다. 이번 기술세미나에서는 지난 10월 독일에서 열렸던 2019 K전시회에서 신기술 개척자로서의 활약을 펼친 크라우스마파이의 미래지향적 기술력이 점철된 제품에 대한 설명과 경량화, 복합소재기술, 폴리우레아 인몰드 코팅공법 등 사출 및 발포성형 시스템의 획기적이고 다양한 최신 기술의 향연이 펼쳐졌다.

크라우스마파이(KraussMaffei)사의 ‘기술세미나’가 지난 12월 6일 수원 라마다호텔에서 열렸다. 크라우스마파이 한국지사 사출사업부 김돈근 지사장과 발포성형 사업부의 이동욱 지사장을 비롯해 독일 본사 전문가들이 참여한 이번 세미나는 크라우스마파이 전문 엔지니어인 요헨 미츨러(Jochen Mitzler) 씨와 이동욱 지사장, 유니스코리아 정유경 대표 등이 강사로 나서 사출 및 복합소재기술 등에 대한 기술 성장과 미래방향을 제시했다.

전세계 60개국 지사 및 생산기지 미래 플라스틱산업 선도

본격적인 강의에 앞서 크라우스마파이 한국지사 김돈근 지사장의 크라우스마파이에 대한 소개가 있었다. 처음 증기기관차를 생산하는 회사로 시작한 크라우스마파이는 지난 1931년부터 플라스틱^고무 제조 기계를 생산하는 회사로 탈바꿈하였으며, 이때부터 2002년 사이에 많은 사업확장을 이뤘다. 2005년에는 발포성형사업을 시작으로 2년 뒤인 2007년에는 압출사업을, 2011년에는 로봇과 자동화시스템을 인수하여 자동화사업을 시작했다. 2016년에 중국 차이나케미칼 그룹으로 인수되면서 2018년에는 중국 주식회사에 상장하게 되었다.

현재 크라우스마파이의 사업은 사출기, 발포성형기, 압출기, 디지털서비스 등 4가지 그룹으로 나뉘며, 5,500여명의 임직원과 전세계 60개국에 지사와 생산기지가 있고 1,200여개의 특허를 가지고 있다. 김돈근 지사장은 “크라우스마파이는 한국을 포함한 아시아의 마켓쉐어가 대략 18%정도”라며 “오는 2022년까지 새로운 공장을 증축하기 위한 계획아래, 북서쪽에 위치한 헤드코터 뮌헨도 동쪽으로 이전하여 케파를 지금의 2배 이상 늘릴 계획”이라고 밝혔다.

2019 K전시회에서 재입증된 크라우스마파이의 기술력

요헨 미츨러 씨에 의해 진행된 강의에서는 크라우스마파이의 K전시회에서 선보인 차별화된 제품, 신기술, 지속가능한 순환경제 실현 등에 대한 내용이 그려졌다. K전시회에서 새롭게 선보인 GX 1100은 포장 및 물류 응용 분야에 최적화된 사출성형시스템으로서 20리터 용량의 폴리프로필렌 통을 2개의 캐비티에 주입하며 인몰드라벨링(IML)이 가능하고 매우 빠른 주입속도를 자랑했다.

K전시회에서 크라우스마파이는 PX25-55를 비롯한 PX320-1400, PX121-180을 통해 초정밀성과 유연함이 돋보이는 ALL-전동식 사출기 PX시리즈에 대한 기술의 진화를 또 한번 입증했다. 이 가운데 PX25-55는 액체 실리콘을 사용한 의료용 미세 사출성형을 실현하며 균일한 부품 품질을 보장하고 클린 룸 기능 등 다양한 기능들을 선보였다.

크라우스마파이는 압출과 사출, 디지털 솔루션의 3개 사업부의 연결을 통해 지속가능한 순환경제를 실현한다. 요헨 미츨러 씨는 폴리프로필렌으로 만든 20리터 플라스틱 통이 크라우스마파이의 첨단 시스템인 GX1100사출기와 ZE28압출기, PX320사출성형기를 통해 고품질의 A 필러용 패널로 재탄생하는 과정을 통해 플라스틱 순환경제의 주도적인 역할을 수행하는 크라우스마파이의 기술력을 보여주었다.

GX1100사출성형기는 폴리프로필렌으로 만든 통을 생산한 다음 외부에서 파쇄한 후 재순환된 재료 시스템으로 공급한다. 이어 ZE28압출기는 활석 및 안정제를 첨가하여 기능이 강화된 폴리프로필렌 컴파운딩 재료로 재탄생되며 사출성형 적용에 적합한 고품질의 재료가 된다. 이렇게 업사이클된 폴리프로필렌은 PX사출성형기를 통해 고품질의 A 필러용 패널로 탄생한다.

요헨 미츨러 씨는 포장 혁신을 이끌어가고 있는 네스탈(NETSTAL)사의 제품 및 기술에 관한 강의도 진행했다. 네스탈은 크라우스마파이 그룹의 자회사로 800kN에서 최대 7,500kN까지의 사출력을 자랑하며 초정밀^초고속 사출성형시스템 브랜드로서 특히 포장산업 및 의료 산업에서 전문성을 나타내고 있다. 크라우스마파이와 네스탈의 사출성형 시스템의 기술결합은 플라스틱 관련 기업들의 생산성 향상 및 경쟁력 강화에 기여하고 있다.

‘경량화’, ‘순환 경제’, ‘디지털화’, ‘새로운 기계 및 기술’의 4가지 주제에 집중했던 K전시회에서의 크라우스마파이는 플라스틱^고무 생산 및 가공을 위한 시스템 및 솔루션을 제공하는 글로벌 기업으로서의 저력을 유감없이 발휘했다.

이외에도 냉난방 기술이 적용된 고밀도 플라스틱(HP plastics)을 비롯해 DMH(Dynamic Mold Heating)기술, 원스텝의 터치기능과 표면 장식, 재료 공정 및 부품 생산에서의 투인원(Two in One)시스템 등의 설명을 통해 크라우스마파이가 앞으로 펼쳐나갈 신기술을 전망하였다.

복합소재기술의 토탈솔루션 제공하는 크라우스마파이

크라우스마파이 한국지사 발포성형 파트의 이동욱 지사장은 자동차 분야에서 많이 사용하고 있는 복합소재기술에 대한 강의를 진행했다. 이동욱 지사장에 따르면 국내 대표 자동차회사가 추구하는 핵심 방향은 첫째 원가절감, 둘째 경량화, 셋째 무도장이다. 자동차산업에서 경량화는 CO2 절감과 부품 경량화, 전기차의 경우 배터리 사이즈를 늘릴 수 있기 때문에 전기차나 하이브리드 차를 만들 때 수반되어야 하는 조건이다.

경량화를 위해서 복합소재를 많이 사용하는데 주로 파이버를 사용해 경량화를 한다. 이 때 중요한 것이 ‘어떤 종류의 파이버를 사용할 것인가’이다. 카본파이버(carbon fiber)는 가볍고 튼튼하고 질긴 장점이 있지만 높은 가격으로 인해 글라스파이버를 활용한 공법에도 관심을 쏟고 있다.

‘어떤 레진을 사용하느냐’도 중요한 부분이다. 카본파이버와 열가소성 또는 열경화성 수지를, 글라스파이버와 열가소성 또는 열경화성 수지를 혼합할 수 있다. 즉 제품단가와 강성, 강도에 따라서 어떠한 소재를 혼합해야하는지 선택이 중요하다. 이동욱 지사장은 “‘어떤 형태의 공정을 선택할 것인가’도 중요하다”며 “자동차 산업에서 가격적인 면과 생산성을 봤을 때는 사출공법을, 튼튼하고 가벼운 제품적인 면을 고려할 때는 열경화성 수지 공법으로 고려해야 한다”고 설명한 후, 크라우스마파이가 가진 열경화성 수지와 열가소성 수지를 이용한 복합소재 만드는 공정에 관하여 소개를 이어나갔다.

HP-RTM, C-RTM, S-RTM, Wet pressing, T-RTM 공법은 기본적으로 RTM(esin Transfer moulding) 공정을 적용하는데, 이는 레진을 주재와 경화제를 섞어서 아주 낮은 압력으로 흘려 넣듯이 금형 안에 주입하는 형태이다. 이동욱 지사장은 HP-RTM, C-RTM, S-RTM, Wet pressing, T-RTM 공법과 관련한 동영상을 보여주며 “제품형상에 따라 어떤 형태로 사용하느냐가 결정이 되고 소재가 어떤 형태이냐에 따라 일반 RTM으로 또는 열경화성 RTM으로 할 것이지 구분한다”고 부연했다.

또한 단순하면서 공정비용이 가장 적게 들어가는 방법인 당기는 공법의 'Pultrusion'과 소량다품종에 적합한 공정으로 폴리우레탄 속에 글라스파이버 파우더를 넣는 전통적인 방법 중 하나인 'R-RIM', 페인트를 없애는 방식으로 최근에 많이 거론되고 있는 공정인 LFI(Long Fiber Injection), 글라스매트를 이용하는 SCS(Structural Composite Spraying) 등 자동차 산업에서 소량다품종과 관련한 공법들이 요구되면서 과거의 기술들이지만 현재 다시 대안으로 떠오르고 있는 크라우스마파이의 다양한 공정기술을 소개했다.

마지막으로 이동욱 지사장은 “크라우스마파이는 장비만 만드는 회사가 아닌 제품이나 수량에 따라 고객사 맞춤 사양을 판매하는 회사”로 “소재뿐만 아니라 금형과 전체 라인, 단독 머신 등을 각각 제작”하고 있으며 “고객사로부터 하나의 제품을 의뢰받으면 상담을 통해서 트라이부터 금형 생산, 장비까지 협의를 통해 토탈 솔루션을 제공할 수 있다”고 강조했다.

크라우스마파이 컬러폼 공정을 통한 파나두어의 폴리우레아 코팅기술

폴리우레아 제품을 제조^공급하고 있는 독일 파나두어(PANADUR)사 한국대리점의 유니스코리아 정유경 대표는 회사 소개와 함께 크라우스마파이의 컬러폼(ColorForm) 공정을 통한 개발 프로젝트와 파나두어의 폴리우레아 코팅기술 등에 관한 강의를 하였다. 지난 2008년도에 설립된 파나두어는 연간 150톤의 폴리우레아 제품을 생산하는 기업으로 그 동안 K전시회를 통해 혁신적인 제품을 선보이며 획기적인 기술력을 인정받고 있다.

파나두어는 지난 2010년 K전시회에서는 엘라스토머와 열가소성 소재인 PCABS, 그 위에 폴리우레아를 코팅하는 방식의 3가지 소재를 함께 사용해 만든 브리프케이스를 크라우스마파이에서 개발한 공정을 통하여 선보였다. 지난 2013년 K전시회에서는 제품 표면에 나타나는 질감(texture)도 몰드에 있는 그대로 표현할 수 있도록 개발하였다. 파팅라인이 명확하게 구분되어 있어 두 가지 컬러를 사용함에도 혼용되지 않고 에지 부분 또한 정확하게 구현함으로써 특별한 트리밍 가공이 필요하지 않아 전시기간 중에 많은 관심을 받은 바 있다.

지난 2016년에는 크라우스마파이의 컬러폼(ColorForm) 장비를 통해 피그먼트와 알루미늄 파티클 등을 사용해서 메탈릭 컬러를 표현할 수 있는 레진을 개발해 지난 K전시회에서 큰 호응을 얻었다. 정유경 대표는 사출과 발포 공정을 원스텝으로 표면코팅할 수 있는 크라우스마파이의 컬러폼 공정에 관한 동영상을 통해 “발포성형의 경우 반응을 일으켜 만드는 공정이다 보니 여러 가지 조건들이 부합해야 하는 경우가 많다”며 “이는 관련 장비만 도입한다고 해결되는 것은 아니며 공정을 진행하는데 있어서 적합한 공정을 찾는 공정기술을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다”고 강조했다.

정유경 대표는 폴리우레아와 폴리우레탄의 차이점에 대해서도 설명했다. 폴리우레아는 주재와 경화제만 가지고 반응이 일어나지 않아 촉매제를 사용하는 폴리우레탄과 달리 촉매제를 사용하지 않아 환경 친화적이다. 또한 금형사출시 이형제를 사용하지 않기 때문에 양산 중에 몰드를 중간중간 클리닝 하지 않으며, 이는 칼라폼에서 양산을 폴리우레아로 먼저 사용하는 이유이기도 하다.

파나두어에서는 피아노블랙, 컬러 클래식, 컬러 메탈릭, 클리어, 반투명컬러 등 다양한 컬러 표현이 가능하며, 최근에는 스킨 형태의 소프트한 느낌의 소재도 공급하고 있다. 특히 고객사가 요청하는 광범위한 컬러 및 다양한 디자인 요청에 맞는 맞춤형 컬러 매칭 실현은 파나두어의 경쟁력으로 작용하고 있다.