KERI, 국내 최초 30kW급 전자총 상용화

국내 연구진이 세계 2~3개 업체만이 제조능력을 갖고 있는 대용량 전자빔(전자총) 발생시스템의 상용화 개발에 성공했다. 각종 산업에 적용되는 재료를 녹이고 코팅하는 등의 특수가공 공정 등에서 수입대체 및 원가 절감효과를 거둘 수 있을 전망이다.

한국전기연구원(KERI · 원장 김호용 www.keri.re.kr) 최영욱 박사팀은 ㈜인텍(대표 김응순www.intecinc.co.kr)과의 공동연구를 통해 재료용융(鎔融) 및 코팅 과정의 원천핵심장비로 사용되는 30kW급 대용량 전자빔 발생시스템의 개발 및 재료코팅 관련전문 기업 납품에 성공했다고 밝혔다. 

개발된 장비의 특징은 전자빔의 스캔 제어기능을 강화하여 다성분계 재료(최대 3성분계)를 번갈아 전자빔으로 스캔함으로써 여러 개의 재료를 한 공정 체임버(chamber)에서 동시에 코팅 할 수 있도록 제작한 것이다. 즉, 기존에는 각 물질에 대하여 각각의 전자빔 발생 시스템을 사용해야 할 것을 이번 새로운 스캔 시스템의 개발로 한 대의 전자빔 시스템으로 3가지 성분의 물질코팅이 가능해졌다. 따라서 코팅원가를 절감할 수 있는 등 경제성과 실용성을 대폭 높였다. 

이번 대용량 전자빔 발생시스템(전자빔을 제조하여 가속하고 발사하는 역할)은 국내에서는 최초 개발이고, 특히 다성분계 재료의 전자빔 스캔 시스템(발생시킨 전자빔을 상하 좌우 앞뒤로 빔의 진행방향을 조절하는 장치)은 세계최초의 개발이다. 그리고 30kW급 대용량 전자빔 발생시스템은 세계적으로도 2~3 개의 제조사만 제조 능력을 보유하고 있다. 지금까지 국내의 전자빔 발생장치 제조 기술은 10 kW급 수준이었다. 

과제 책임자인 최영욱 박사는 “이번의 상용화 개발 성공으로 고가 장비로서 외국의 도입에 의존하던 대용량 전자빔 발생시스템의 국산화 대치가 가능해졌고 연간 50-100억원의 수입대체 효과를 기대할 수 있게 되었다.”고 설명하고 “특히 이번 개발 경험을 바탕으로 차후 필요에 따라 100 kW급 용량의 전자빔 발생 시스템의 개발에 대한 기술적 자신감도 확보하게 됐다는 것도 의미가 있다.”고 밝혔다. 

한편, 전자총에서 발생하는 전자빔은 고밀도의 에너지를 가져 고정밀, 고속용접에도 많이 적용되는 기술이다. 연구팀은 전자빔 용접이 우주항공, 원자력 및 발전소, 자동차 및 중공업 분야, 반도체 및 진공산업 그리고 의료분야 등에도 다양하게 적용할 수 있어 국내 다양한 산업계에 파급효과가 클 것으로 전망하고 있다.