‘중소기업 강국 코리아’는 창의와 혁신, 도전 정신으로 일하는 중소기업의 경제 활성화를 위해 마련됐으며 각 기관으로부터 추천을 받아 진행합니다. 중소기업 제품의 우수성을 소비자에게 소개하고 국내뿐 아니라 세계로 발돋움할 수 있는 촉매역할을 담당하는 계기를 마련하고자 국내 유망 중소기업과 수출 유망중소기업을 대상으로 추진합니다.
㈜지에이엠 최진열 대표
강도·가공성 획기적 개선
소형화·경량화로 생산성↑
“국내 금속소재산업 선도”
[천지일보=박정렬 기자] 아이언맨의 갑옷처럼, 블랙팬서의 비브라늄처럼 강하고 가벼운 금속은 없을까…. 더 단단하고 가벼운 금속을 찾기 위한 노력으로 인류의 문명은 발전했다고 해도 과언이 아니다. 금속이 인류의 도구가 된 것은 기원전 5000년경 구리를 사용하면서부터다. 그로부터 1000여 년 후인 BC 4000년 즈음 청동기시대가 열렸고 2000여 년이 더 흘러 철기가 등장한다. 농사, 수렵 또는 전쟁을 위해 더 단단한 도구와 무기가 필요했고 강한 금속을 다룰 줄 아는 문명은 그렇지 못한 문명을 정복, 흡수해왔다.
여기 21세기 신 철기시대를 열어갈 합금 전문기업, ㈜지에이엠(GAM)을 소개한다. GAM은 별도의 사전 열처리 과정 없이 고강도 특성을 내면서 경량화된 합금을 개발, 생산하는 기업이다. 2008년 고강도 구리합금(Coppal)을 개발해 노키아에 핸드폰 힌지(hinge)를 대량 공급했으며, 2016년 고강도 알루미늄합금, 2017년 고강도 아연합금과 컬러 합금을 개발함으로써 합금 전문기업으로 발돋움하고 있다. 2003년 회사 설립 당시에는 금형 설계·제작이 주 사업이었다면 이제는 신소재 분야로 주력사업이 옮겨가는 중이다.
GAM의 합금은 완성품 생산 단계에서 공정과 시간, 비용을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다. 보통 금속이 고강도를 내기 위해서는 사전 열처리 과정을 거치며 이후 완성품 생산 단계에서 CNC 등 후가공 작업이 필요하다. 이때 시간이 많이 발생하고 재료의 손실율도 크다. 그만큼 원가비용이 커지는 것이다.
반면 GAM 고강도 합금은 다이캐스팅(die casting) 방식으로 제품을 만들 수 있다. 쉽게 말해 녹인 금속을 정밀한 틀에 넣어 찍어내는 것이다. 사전 열처리 없이 높은 강도를 낼 수 있는 리퀴드메탈(Liquid Metal)은 다이캐스팅의 재료로 쓰이는 대표적인 금속이다. 강도는 우수하지만 지르코늄(Zr)이 주 소재여서 가격이 비싼 것이 단점이다. GAM의 고강도 구리합금은 리퀴드메탈에 비해 재료비를 대폭 절감할 수 있으며 생산성도 우수하다는 평가다.
금속으로 부품을 생산하는 방법의 하나로 금속사출성형(Metal Injection Mold)이 있다. 이 방식은 소형 부품만 제작할 수 있고 금속분말 재료가 비싼 편이다. 또한 제품 제작 후 탈지·소결 과정에서 제품 크기가 줄어들어 정밀도 구현에 한계가 있다. GAM은 이를 대체하는 솔루션으로 고강도 아연합금을 제안한다. 원가 절감은 물론이고 크기와 관계없이 자유로이 설계를 할 수 있어 스마트폰의 커넥터, SIM 트레이, 자동차 정밀소형부품 생산에 알맞은 특성을 보인다.
GAM의 제품이 적용 가능한 분야를 살펴보면 ▲자동차, 선박, 철도, 항공기 등 운송수단 ▲IT 전자제품, 모바일, 컴퓨터 ▲건축·토목 자재 ▲스포츠용품 ▲의료기기 등 일일이 열거할 수 없을 정도로 고강도 합금이 쓰이는 곳은 많다.
인류의 삶 모든 곳에, 그것도 아주 중요하게 자리하고 있는 것이 금속이다. GAM의 이런 성과는 우리나라가 금속 소재 분야에서 이렇다 할 국제 경쟁력을 갖추지 못한 현실에 비춰볼 때 큰 의미가 있다. ‘강하면서 가볍다’는 것은 당연히 어느 분야에서나 강점으로 작용한다. 에너지·비용 절감, 속도 향상 등 많은 혜택이 뒤따르기 때문이다. 기존 금속을 폭넓게 대체할 수 있다는 점에서 GAM이 공략 가능한 시장규모는 상당히 클 것으로 기대된다.
최진열 GAM 대표는 “GAM이 보유한 고강도 합금은 다이캐스팅, 연속주조, 압출 등 다양한 방식으로 제품을 생산할 수 있다. 기존의 리퀴드메탈과 금속사출성형, 알루미늄의 CNC, 그리고 스테인리스 스틸의 단조 공정이 가지고 있는 공정의 복잡성과 비싼 재료비 문제를 해결한 기술 차별성과 가격 경쟁력을 가진 신소재”라고 설명했다.
이어 “경량화 한계 극복을 위해 노력 중인 자동차 금속 소재의 경우, GAM의 고강도 알루미늄합금을 사용할 경우 대폭 경량화가 가능하다. 이러한 기술 혁신은 자동차 연비 향상에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.
4차 산업혁명 시대가 도래하면서 고강도 경량화 금속은 전기자동차, 드론, 로봇, 스마트팩토리, 3D프린팅 등 많은 분야에서 쓰이게 될 것이다. 이중 3D프린팅 분야에서도 GAM의 합금 분말이 프린터에 쓰이는 다양한 종류의 금속재료로서 경쟁력을 가질 것으로 기대된다. 또한, 기존 금속 표면에 금속분말을 코팅하면 녹을 방지할 수 있는 소재도 개발 중이다. 미국 3D프린터 전문기업 ‘3D시스템즈’에서 GAM 금속분말 재료에 관심을 보이는 것으로 전해졌다.
GAM은 자체 개발한 고강도 합금을 잉곳(ingot, 정형화된 재료 덩어리) 형태로 공급하기 위해 설비투자를 계획하고 있다. 최 대표는 “GAM이 개발한 신소재가 제대로 공급되기 시작하면 폭발적인 매출 신장이 기대된다”며 “GAM이 개발한 고강도 알루미늄합금은 정부의 9대 국가전략프로젝트 중 가장 우선순위에 있는 경량소재 기술이다. 혁신적인 기술로 신성장동력 창출 기반을 강화하고 낙후된 한국의 금속 소재 산업을 이끌겠다”고 포부를 밝혔다.
[심사평]
㈜지에이엠은 부설연구소를 통해 열처리 없이 고강도 특성을 가지는 동합금 소재 포함 5개의 특허를 획득하고, 추가로 4개의 특허를 출원하는 등 금속 합금 신소재 개발에 주력하고 있는 회사입니다.
지에이엠의 고강도 합금 신소재 기술은 다양한 제품의 생산이 가능할 뿐 아니라 공정의 복잡성과 원재료의 고가 문제를 해결한 차별성과 경쟁력을 갖춘 신소재라 할 것입니다.
특히 지에이엠의 고강도 알루미늄합금은 자동차 금속 소재의 부피를 대폭 경량화 할 수 있으며 연비 절감에도 기여할 것으로 평가됩니다.
지에이엠은 2017년 대한민국 혁신기업 대상을 수상하기도 했으며, 정부가 발표한 9대 국가전략 프로젝트 중 최우선 순위인 경량 소재기술로 세계적인 환경규제 강화에 따른 이산화탄소 배출감소와 연비 향상에 대응 가능한 기술로 지속적인 성장이 기대됩니다.