국가뿌리산업진흥센터

10년의 기다림, 그리고 마침내 이뤄낸 결실

주조와 정밀가공을 통해 동력 전달 장치 부품을 생산하는 뿌리기업 (주)진영프로토와 선박엔진을 제작하는 (주)대동마린테크의 첫 만남은 10여 년전으로 거슬러 올라간다. 당시 국제수송전에서 처음 만난 양 사는 지난 10여 년간 꾸준히 인연을 이어왔다. 그리고 이번 기술협력지원사업을 통해 그 인연의 결실을 맺게 됐다.

선박엔진을 제작하는 대동마린테크는 기존에는 배기가스 매니폴드(Exhaust Manifold)를 주철 재질로 철판을 용접해 제작하고 있었다. 배기가스 매니폴드는 엔진에서 배출되는 배기가스를 전달하는 기관으로 제 성능을 발휘하지 못 할 경우, 엔진의 연소실에서 발생되는 400도에서 600도 가량의 고온의 배기가스가 제대로 배출되지 못하고 결국 엔진과열로 인한 사고로 이어질 수 있는 가능성이 있는 부품이다.

대동마린테크의 기존 선박용 배기가스 매니폴드 제작방식인 주철재질 용접방식은 몇 가지 문제점을 지속적으로 노출하고 있었다. 주철재질의 기존 매니폴드는 재질 특성상 상당히 무거웠고 이로 인해 엔진의 연료 소모가 많았을 뿐 아니라 여러 개의 주철 조각을 용접을 통해 접합해 하나의 제품으로 만들었기 때문에 불균일한 미세조직, 크랙 등이 발생할 소지가 있고 용접부가 바닷물에서 부식이 되는 경우가 많았다. 또한 용접과정이 추가됨으로 인해 숙련된 용접기술자가 필요했고 용접을 위한 예열, 사상, 열처리 공정이 추가로 요구됨으로 불가피하게 제조원가가 상승할 수 밖에 없었다.

진영프로토는 기존 주철재질을 용접공정에 의해 제작되던 선박용 배기가스 매니폴드를 알루미늄 재질의 일체형 수냉식 구조의 매니폴드 제품으로 보완하여 개발해 수요기업의 애로사항을 해결했다. 수요기업인 대동마린테크는 이번 기술 개발을 계기로 동남아시아 국가에 2,000개의 선박엔진 신규 공급계약을 체결했다.

새로운 소재로 더 안전하고 효율적인 제품 개발

이런 애로사항을 해결하기 위해 대동마린테크는 오랫동안 인연을 맺어온 진영프로토와 협의를 진행했다. 특히 국가뿌리산업진흥센터의 기술협력지원사업이 양 사의 개발에 박차를 가했다. 여러 문제점에도 불구하고 그동안 대동마린테크가 주철 재질을 고집할 수밖에 없었던 이유는 주철이 열에 강하기 때문이었다. 알루미늄 재질이 주철 재질에 비해 가볍고 내부식성이 좋다는 점은 인지하고 있었으나 내열성이 문제였다. 따라서 개발의 기본방향은 기존 주철재질 용접공정이 안고 있던 문제점을 해소하고 열에 견딜 수 있는 알루미늄 재질로 제품을 제작하는 것이었다. 이런 배경 속에서 진영프로토의 기술적 노하우를 바탕으로 시제품 개발이 시작됐다 .

통상적인 배기가스 매니폴드의 구조는 배기가스의 입출구를 가진 순환부와 냉각수의 입출구를 가진 순환부를 서로 용접하고 이들 각각의 입출구에 플랜지를 용접해 엔진과 체결하는 구조로 되어 있다. 진영프로토에서는 이와 같은 구조의 매니폴드를 알루미늄합금 재질로 변경하고 배기가스의 순환부와 냉각수 순환부 그리고 플랜지에 대해 샌드코어(Sand Core)를 활용해 구조형상을 만든 뒤 목형을 이용한 사형주조공법을 통해 기존의 철판 절단 및 용접공정이 필요 없는 일체형 구조의 제품으로 개발을 진행했다.

뿌리기업의 기술력이 빛을 발하다

이번 개발이 성공적으로 진행될 수 있었던 원동력은 무엇보다 진영프로토의 기술력이다. 엔지니어 출신인 김성철 대표이사는 창립 이후 계속해서 연구개발에 몰두해 왔다.

“저희 회사가 처음 만들어졌을 때는 동생이자 현재의 CFO인 김광철 부사장과 저뿐이었습니다. 둘이 만든 조그만 목공소 같은 곳이었는데요. 작은 회사였지만 역할을 명확히 구분했습니다. 경영과 마케팅은 김광철 부사장이 전담해서 진행하고 저는 주로 기술적인 부분에 매달렸습니다.”

진영프로토는 지속적인 기술개발을 통해 모듈화, 경량화, 글로벌화에 주력했다. 현재 진영프로토는 설계부터 금형, 주조 및 가공까지 부품제작을 위한 원스톱 서비스가 가능한 인프라를 구축하고 있다. 특히 미래 친환경 자동차인 수소자동차의 핵심부품 중 하나인 스택을 양산, 공급하고 있을 만큼 미래 기술에 대한 투자에도 적극적이다.

진영프로토의 기술력을 기반으로 이번 개발에서는 특화된 주조설계 기술, 사형 및 정밀주조 관련 고기능 주조기술, 일정한 두께와 해수의 유동성 확보를 위한 내부 cooling 2중관 주조 기술 등을 통해 제품을 개발했다. 그 결과 높은 내열성과 내부식성을 보유한 알루미늄합금 재질의 수냉식 구조의 일체형 배기가스 매니폴드 개발을 성공적으로 완료했다.

사람을 향한 기술

진영프로토가 개발한 선박용 배기가스 매니폴드는 기존 제품이 안고 있던 다양한 문제를 해결했다. 주철재질을 알루미늄으로 변경해 연비절감, 내부식성 증가, 작업의 편의성 증대 효과가 나타났으며 용접공정이 필요치 않아 생산원가 절감, 생산성 및 생산효율 증대 등의 성과를 이뤄냈다. 이런 긍정적인 개선효과 외에도 가장 중요한 의미는 선박이용자의 안전을 높였다는 점이다.

“저희가 이번에 개발한 배기가스 매니폴드는 350마력급 선박용입니다. 주로 어선이 많은데요. 어선의 특성상 어부들 혼자서 작업하시는 경우가 많습니다. 기존 배기가스 매니폴드는 몇 가지 문제점들로 인해 엔진과열로 인한 화재발생 위험이 존재했습니다. 하지만 이번에 개발한 제품은 그런 위험성을 완전히 해소했다고 자신 있게 말씀 드릴 수 있습니다.”

진영프로토의 알루미늄 일체형 수냉식 배기가스 매니폴드는 다양한 기술적 장점을 가진다. 하지만 김성철 대표이사의 말처럼 이번 개발의 가치는 선박이용자들의 안전을 담보할 수 있다는 점이다. 기술이 인간을 향할 때 진정한 의미를 찾을 수 있는 것처럼 이번 개발 기술이 더 의미 있는 것은 어쩌면 이 기술이 궁극적으로 사람을 위한 기술이기 때문이다. 진영프로토는 이번 기술개발을 바탕으로 새로운 먹거리 창출을 전망한다. 전세계적으로도 알루미늄재질의 배기가스 매니폴드는 희소한 편이기 때문이다.

모두가 어려웠던 시절. 돈독한 형제애로 만든 작은 회사, 주식회사 진영프로토. 20여 년의 시간이 흐른 지금 진영프로토는 세계를 향해, 미래를 향해 나아가고 있다. 진영프로토가 지금보다 더 큰 성장을 하더라도 이들 형제들이 회사를 설립했던 시절의 초심을 잃지 않기를, 그리고 무엇보다 사람을 위한 기술을 만드는 존경 받는 회사로 더 큰 성장을 해 나가기를 간절히 바래본다.

< 출처 : 2015 뿌리기업-수요기업 기술협력지원사업 결과안내집 >