기획특집: 플라즈마·레이저·가스·워터젯 절단설비 산업의 현황과 전망
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| 기획특집: 플라즈마·레이저·가스·워터젯 절단설비 산업의 현황과 전망 |
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플라즈마·레이저·가스·워터젯 절단 설비 산업의 현황과 전망은? 레이저 외 조선산업에 ‘올인’했던 절단설비 업계 ‘고배’마시다 레이저급 정밀절단·플라즈마급 대형절단 등 절단법 ‘벽’ 허물어지는 듯 글 / 메탈넷코리아(월간 용접저널) 취재부 김가애 기자 |
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플라즈마 절단설비의 가장 큰 수요산업은 조선산업이다. 그러나 현재 국내에서 정상적으로 ‘가동’ 중인 조선소는 5개 정도에 불과하다. 지난 2007년도까지 국내 플라즈마 절단의 수요는 약 800만 톤에 | |
국내 플라즈마 절단설비 시장은 이미 포화상태에 이르렀다고 판단하고 있다. 이는 공급과 수요 모두 마찬가지라고 보고 있다. 이 때문에 설비 투자 발생도 기대하기 어려운 실정이며 있다고 하더라도 | |
워터젯 설비가 활성화 되고 있는 세계동향과는 다르게 아직도 한국은 시작단계라고 보고 있다. 다른 절단설비인 플라즈마, 레이저에 비해 규모가 상당히 작은 편이라고 할 수 있겠다. 국내 산업군에 워터젯 | |
국내 조선산업이 팽창되던 시기의 국내시장은 세계에서도 대규모의 시장으로 분류됐지만 현재는 많이 축소된 상태로, 더 이상의 확대는 기대하기 어려운 상황이라고 할 수 있겠다. 게다가 중소기업의 경우 | |
레이저절단 설비산업은 자동차, 반도체, 조선산업의 수요시장이 점차 커지고 있는 상황이다. 특히 레이저 단가가 낮아지면서 플라즈마나 가스절단이 사용하던 산업에 레이저 절단기술을 접목시켜 전환하고 | |
절단 산업은 국내 산업의 기초적인 역할을 하고 있으며, 특히 가스 절단은 두꺼운 재질의 강판을 절단할 때 적합하기 때문에 국내 산업발전에 필요한 분야다. 하지만 당사에서 취급하는 수동 가스 절단기의 | |
플라즈마 절단설비 시장규모는 정확하게 파악하기에는 무리가 따르고, 대략적으로 1,000억 원 미만일 것으로 보고 있다. 공급업체가 가격경쟁을 하고 있어 상황은 더욱 악화되고 있는 것으로 보인다. | |
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절단산업은 기간산업이라고 할 수 있으며, 대규모의 철강 재료를 가공하여 원하는 형태를 만들기 위해서 반드시 필요한 작업 중에 하나다. 특히 가스절단은 철의 연소반응을 이용하여 금속을 절단하는 방법으로 금속의 절단 방법 중 가장 경제적이며 널리 이용되고 있다. 절단산업은 조선, 중공업, 건설, 그리고 항공산업에 이르기까지 국내 기반산업 발전의 선봉에 ‘뿌리산업’과 함께 늘 자리잡고 있었다. 특히, 가장 기초적인 공정인 절단에 한 치의 오차라도 발생하게 된다면 막대한 손실을 입힐 수도 있다. 하지만 아직까지 국내 기술력은 해외 선진 기술력에 비해 부족한 면이 없지 않아 있었다.
중요한 산업임에도 불구, 절단산업은 산업구조 중 가장 하부에 위치해있다. 그리고 이처럼 산업 구조 중 가장 하부에 위치하고 있는 산업계는 어쩔 수 없이 ‘갑’보다는 ‘을’의 입장에 놓이기 마련이다. 조선, 철강, 제철에 있어서 강재의 절단가공으로부터 조립작업에 이르기까지 그 이용범위가 넓으며 작업방법에는 수작업, 반자동, 전자동 그리고 소형에서 대형 절단에까지 다양하다. 그만큼 다양한 용도와 산업에 분포되어 있다고 볼 수 있다. 현재 전반적인 경기 불황으로 인해 시장 위축과 더불어 설비투자를 기피하고 있어 절단 산업의 수요시장이 점차 축소화 되고 있는 시점이다. 기계적인 힘이 아닌 열에너지를 이용해 금속 등을 국부적으로 용융시킴으로써 여러가지 재질의 금속을 원하는 형상으로 자르는 작업을 ‘절단’이라고 한다. 그리고 이러한 절단을 가능하게 하는 설비가 ‘절단설비’다. 절단설비에는 대표적으로 플라즈마 절단, 레이저 절단, 워터제트 절단, 가스 절단 등 여러가지 종류가 있는데, 이번에는 플라즈마, 레이저, 워터제트, 가스에 대해 알아봤다. Ⅰ. 절단설비 산업의 개요 및 정의 1 플라즈마 절단 (Plasma cutting) (1) 플라즈마 절단이란? 일반적으로 물질의 상태를 외형으로 구분하면 고체, 액체, 기체 3가지로 구분할 수 있다. 그리고 이것을 ‘물질의 3태’라고 한다. 플라즈마는 소위 ‘제 4의 물질상태’로 우주의 99%가 플라즈마 상태로 이루어져 있다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 플라즈마의 종류는 수없이 많이 있으나 우리 일상에서 플라즈마 현상에 가장 가까운 현상은 바로 형광등이다. 이외에 번개, 극지방의 오로라, 태양 내부 등이 플라즈마 상태다. 산업적으로 사용되는 플라즈마는 저온 플라즈마와 열 플라즈마로 나눌 수 있는데 저온 플라즈마의 경우 반도체 제조 공정에서 가장 널리 사용되고 있으며, 열 플라즈마는 절단, 용사(溶射)에 응용하고 있다. (표1 참조) (2) 플라즈마 절단 설비의 종류 1) 산화철 용입 절단법 2) 질소 플라즈마 절단기 3) 가스 플라즈마 절단기 4) 에어 플라즈마 절단기 5) 산소 플라즈마 절단기 2. 레이저 절단 (Laser Cutting) (1) 레이저란? (2) 레이저 절단의 원리 3. 워터제트 절단 (water jet cutting) 4. 가스절단 (1) 가스절단의 원리 (2) 가스절단의 종류 1) 수동 가스절단 2) 자동 가스절단 ① 캐리지(carriage) ② CNC 가스절단기 3) 수중 가스절단 Ⅱ. 절단설비 산업의 현황 1. 플라즈마 절단설비 (1) 국내 현황 및 시장규모 (2) 국내 기술력 2. 레이저 절단설비 (1) 국내 현황 및 시장규모 (2) 국내 기술력 3. 워터젯 절단설비 (1) 국내 현황 및 시장규모 (2) 국내 기술력 4. 가스 절단설비 (1) 국내 현황 및 시장규모 Ⅲ. 절단설비 산업의 전망 1. 플라즈마 절단설비 (1) 국내 전망 1) 세계 경기에 따른 전망 2) 조선산업에 따른 전망 (2) 기술개발 흐름 1) 레이저급의 정밀절단 및 정밀홀 2) 인버터 방식으로의 변화 2. 레이저 절단설비 (1) 국내 전망 1) 자동차 분야 2) IT.모바일 분야 3) 디스플레이 분야 (2) 기술개발 흐름 1) 고출력 2) 고속-정밀도 3. 워터젯 절단설비 (1) 국내 전망 (2) 기술개발 흐름 4. 가스 절단설비 (1) 국내 가스절단 설비산업의 전망 (2) 수요시장에 따른 전망 (3) 국내 기술동향 Ⅳ. 절단설비 산업의 문제점 및 당면과제 1. 전문인재 부족 2. 해외 시장진출 3. 지원과 관심 결여-영세성 심화 4. 안전사항 준수 5. 동종업계 협력부족 및 과당경쟁 심화 Ⅳ. 맺음말 대부분의 제조업에서 절단은 첫 단계의 공정에 위치하고 있다. 국내 절단설비 산업은 단지 ‘경제 성장’과 ‘조선 시황’의 두 가지 요소만으로는 해결할 수 없는 고질적인 병폐를 안고 있었다. 시대를 역행하며 발전과 성장을 저해하는 ‘전무한 기술 개발의 실태’ 속에서 해답을 찾지 못한 채 구원의 목소리가 부르짖고 있다. 절단설비 산업은 조선, 중공업, 건설 등 또한 수작업을 필요로 하는 생산현장에서 사용되고 있다. 절단산업은 레이저, 플라즈마, 워터젯, 가스 등 여러 종류로 나뉘지만 기존에 가스절단 작업이 레이저나 플라즈마로 전환되며 플라즈마 절단이 레이저 급의 절단 품질로 개발되고, 레이저 절단 역시 플라즈마 급 대형절단으로 변화하는 등 일부 업계에 혁신의 바람이 불고 있는 상황이다. 현재 경기 불황과 더불어 절단산업의 수요시장은 현재 침체기 상황인 것으로 보인다. 특히 인력수급, 해외 진출, 수입제품의 유입 등 국내 가스절단 설비산업은 갖가지 문제점을 초래하고 있으며, 이를 극복하기 위해 업체와 정부의 협력 관계를 통해 근본적인 대안을 모색해야 할 것으로 보인다. 아직까지 국내 절단산업과 같은 기간산업에 관심과 지원이 부족해 정부의 적극적인 지원이이뤄지지 못하고 있는 상황으로 보인다. 업계에서는 국내 산업의 발전을 위해 IT나 첨단 기술도 중요하지만 기간산업과 같은 뿌리산업의 중요성을 강조해야 하며, 대다수의 사람들이 아직까지 외면시하고 있는 실정이다. 절단이 고객의 사업에 중요한 역할을 하고 있음에도 불구하고 많은 고객은 절단설비의 선택에서 아직까지 가격을 우선적으로 삼는 경우가 비일비재하다는 지적이 잇따르고 있다. 즉, 최고급 사양일 필요는 없으나 공인된 성능과 품질 기준에 만족하는 제품임을 보여 고객이 믿고 선택할 수 있다면 가격경쟁력과 더불어 더욱 개선된 품질도 선보일 역량의 기반을 가지게 될 것으로 보인다. 다양한 기술들이 접목되면서 절단 설비도 점점 발전하고 있다. 대표적으로 최근 절단 설비의 절단 성능은 상당히 빨라졌다고 할 수 있다. 또한 부품의 모듈화를 통한 손쉬운 정비가 가능해졌으며, 전 세계적 이슈인 ‘친환경’ 역시 절단 설비에 적용된다고 할 수 있겠다. 또한 에너지 절감은 물론이고 최근 절단설비는 스마트하고 지능화된 운전을 자랑하기도 한다. 특히, 절단 설비에도 자동화가 접목되면서 시대의 흐름에 부응하는 추세를 보이고 있다. 현재 국내 절단 설비산업이 불황인 것은 맞으나 앞으로의 수요시장과 기술개발 및 혁신기술 확보를 통해 해외진출도 충분한 가능성도 예측되며, 때문에 국내 산업의 회복시점과 더불어 국내 절단산업이 제2의 도약을 누릴 수 있는 충분한 준비가 필요할 것으로 보인다. ■ 참고자료 ·인하대학교 열플라즈마환경기술연구센터 ·Industrial Laser Solution, January/February 2012) ·대한용접.접합학회 ‘Ⅲ.공정 및 열가공’ ·㈜오맥스워터젯 ·승광산업 ·최신 기계공작법 ·유광공업사 ·LG경제연구원 ·클락슨(Clarkson) ·한국조선해양플랜트산업협회 ·산업통상자원부 ·산업투자조사실 ·현대자동차 ·기아자동차 ·우리투자증권 ·디스플레이서치 ·디스플레이뱅크 ·산업연구원 ·양우기계공업 ·고이께 코리아 |
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