[경남의 인물] 설상석 창원대 교수, 자동차 ‘드라이브 샤프트’ 국산화 성공

지난 5년간 산학협동 컨소시엄 통해 끊임없이 연구개발...'화재'

경남 창원대학교 기계설계과 설상석 교수가 친환경 에너지저감 경량화를 위해 ‘마찰교반용접’을 이용한 자동차 ‘드라이브 샤프트’ 국산화에 성공해 화재다.

그동안 국내외적으로 용접방법에서의 문제가 많이 발생되어 왔던 마찰용접에서 완전 탈피된 일체형 중공드라이브 샤프트 국산화 제품 개발이라는 대해 그 의의가 크다.

최근 세계적인 이슈로 대두되고 있는 자동차부품의 친환경 에너지저감 경량화·전자화를 목표로 많은 기업들은 끊임없이 연구와 개발을 진행하고 있다.

이런 가운데 이번 설 교수의 ‘마찰교반용접’을 통한 자동차 ‘드라이브 샤프트’ 국산화는 친환경 에너지저감 경량화에 대한 기여는 물론 엄청난 수입 대체효과로 원가 절감에도 크게 기여할 것으로 보인다.

‘마찰교반용접’은 동일한 재질에 대해 순간적인 회전을 일으켜 그 열로 압착하는 용접 기술로 이 분야에서는 설상석 창원대 교수가 국내에서 1인자로 알려져 있다.

▲설상석 창원대 교수가 연구실에서 연구에 몰두하고 있다.ⓒ프레시안(이진우)

그동안 자동차업계에서는 무거운 환봉과 파이프로 ‘마찰교반용접’식 제작 방법으로 국내 자동차에 드라이브 샤프트를 부착해 사용해 왔으나 계속적으로 용접부분의 결함이 발생돼 자동차 운전중에 바퀴가 탈선되는 등 잦은 안전사고 유발로 고객의 불만이 자주 발생했으며 모 자동차 회사는 이로 인해 대량 리콜 사태도 발생했다.

특히 국내 자동차 3사는 자동차의 경량화를 위해 연간 10kg 절감을 목표로 소재 개발서부터 생산기술, 구조개선에 엄청난 연구비를 투입 도전하고 있는 실정이다.

설상석 교수는 이런 세계적인 추세 변화에 대응 하기위해 지난 5년간 산학협동 컨소시엄을 통해 자동차 조향장치에 소요되는 드라이브 샤프트 제품 국산화 연구를 진행해 왔다

이에 따라 이 부분의 핵심 기술을 보유한 창원대학교 설상석 교수와 자동차조향장치 부품제작 전문업체인 (주)대성코리아가 손을 맞잡고 산학협동으로 소성가공기술에 대한 기초연구와 실용연구를 5년여간에 걸쳐 진행한 결과 수입품보다 품질과 성능이 뛰어난 제품으로 평가를 받는 자동차 ‘드라이브 샤프트’ 국산화에 성공을 거뒀다.

▲설상석 창원대학교 교수가 개발한 중공 드라리브 샤프트 국산화로 수입대체 효과와 원가절감에 혁신을 가져왔다는 평가를 받고 있다.ⓒ설상석 교수

해외 자동차의 경우 BMW. 벤츠. 폭스바겐. 아우디. 등에서는 운전자의 생명보호를 위해 이미 오래전부터 용접형식 드라이브 샤프트 제품에서 완전 탈피한 가볍고 강도가 높은 파이프 소재를 이용한 중공 드라이브 샤프트를 개발해 전 세계에 고가로 판매해 많은 수익을 창출해 내고 있다

뿐만아니라 드라이브 샤프트를 생산할 수 있는 제조장비도 아주 고가 제품으로 독일모델의 경우 약 120억원을 호가하고 있으며, 세계시장을 석권하고 있는 실정이다.

이런 상황에서 설 교수의 ‘마찰교반용접’을 통한 드라이브 샤프트 기술개발은 우리나라 자동차산업을 한 단계 업그레드할 수 있는 좋은 기회가 될 것으로 기대된다.

설상석 교수는 지속적 산학컨소시엄을 통해 2015년 한국산업단지 공단에서 실시하는 생산기술 사업화 현장 맞춤식 기술개발 정부 R&D 사업에 대성코리아와 창원대학교가 컨소시엄으로 참여하는데 기여했다.

▲설상석 창원대 교수가 연구실에서 연구 자료를 살펴보고 있다.ⓒ프레시안(이진우)

이 사업에서는 기초연구서부터 상용·실용화 연구로 쌍용자동차의 신 모델인 티볼리 X100모델에 국산‘드라이브 샤프트’ 장착을 성공시켰고, 실차테스트와 검증을 거쳐 신뢰성을 확보해 1년째 실차 제품에 상용화함으로써 품질과 신뢰를 확고히 굳혀가고 있다

이번 기술개발의 성공으로 (주)대성코리아는 이 분야의 핵심기술을 보유함으로써 어느 회사보다 품질의 우수성과 가격경쟁력의 차별화를 꽤할 수 있게 됐다.

또한 드라이브 샤프트 제조를 위한 수입장비의 경우 120억원을 호가하는 독일모델의 고가 수입기계 대신 성능면에서도 뒤지지 않는 국산화 제조 장비(원가15억원)를 저렴하게 보급할 수 있는 국산화 기술도 보유하게 됐다

설상석 교수와 대성코리아가 산학협력으로 개발한 핵심기술은 제품의 원가 및 경량화를 위해 환봉을 파이프로 대처하고 마찰 용접을 완전히 탈피한 기술적 노하우로 얇은 소재를 성형가공기술로 두껍게 만들어내는 독창적 기술이다

이 기술들은 국내특허 및 미국특허까지 등록을 마치고 사업화에 진입해 품질과 원가 가격경쟁력으로 수입품대비 50% 저렴한 가격으로 판매하는 등 생산원가 절감으로 세계시장 진입을 통한 기업의 성장동력 기회가 될 것으로 예상된다.

이에 대해 설상석 창원대 교수는 “‘산학연협력’이 얼마나 중요한지를 인식하고 지역의 기업들은 기술을 보유한 대학과 연구소를 통해 얻어진 기술들을 브랜드화 시켜 사업화를 통해 지역경제 활성화와 청년실업 해소를 위해 힘써달라”고 당부했다.