▲ 다성분계 재료(최대 3성분계)를 전자빔으로 번갈아 스캔하는 개념도(제공: 한국전기연구원)

국내 연구진이 세계적으로 2~3 곳만 제조능력을 갖고 있는 대용량 전자빔(전자총) 발생 시스템 상용화에 성공했다. 산업 전반에 사용되는 각종 재료를 녹이고 코팅하는 등의 특수가공 공정 등에서 수입대체 및 원가 절감효과가 예상된다.

한국전기연구원(KERI · 원장 김호용) 최영욱 박사팀은 ㈜인텍(대표 김응순)과 공동연구를 통해 재료용융(鎔融) 및 코팅 과정의 원천핵심장비로 사용되는 30kW급 대용량 전자빔 발생시스템의 개발에 성공한데이어 기업 납품을 완료했다고 밝혔다.

이번에 개발된 시스템은 전자빔의 스캔 제어기능을 강화하여 다성분계 재료(최대 3성분계)를 번갈아 전자빔으로 스캔함으로써 여러 개의 재료를 한 공정 체임버에서 동시에 코팅 할 수 있도록 했다. 물질마다 각각의 전자빔 발생 시스템을 사용하던 것을 한 대의 전자빔 시스템으로 3가지 성분의 물질코팅이 가능해진 것이다. 이에따라 코팅원가를 절감할 수 있는 등 경제성과 실용성을 대폭 높였다.

▲ 한국전기연구원이 개발한 30 kW급 전자빔 발생시스템

대용량 전자빔 발생시스템의 개발은 국내 최초이다. 특히 다성분계 재료의 전자빔 스캔 시스템(발생시킨 전자빔을 상하 좌우 앞뒤로 빔의 진행방향을 조절하는 장치)의 개발은 세계최초이다.

30kW급 대용량 전자빔 발생시스템은 세계적으로도 2~3 개 기업만 제조 능력을 보유하고 있다. 지금까지 국내의 전자빔 발생장치 제조 기술은 10 kW급 수준이었다.

과제 책임자인 최영욱 박사는 "이번의 상용화 개발로 연간 50억~100억원의 수입대체 효과를 기대할 수 있게 됐다"며 "특히 이번 개발 경험을 통해 100 kW급 전자빔 발생 시스템 개발에 대한 자신감도 확보하게 됐다"고 의미를 부여 했다.

한편, 전자총에서 발생하는 전자빔은 고밀도의 에너지를 가져 고정밀, 고속용접에 적용되는 장치이다. 연구팀은 전자빔 용접이 우주항공, 원자력, 자동차, 중공업, 반도체 및 진공산업,의료분야 등에 다양하게 적용할 수 있어 산업계 파급효과가 클 것으로 전망하고 있다.