경기도 화성에 위치한 (주)21세기는 초정밀 레이저 가공, 초정밀 칼날, 초정밀 금형, 절삭 공구, 지그 등을 생산하는 제조업체입니다. 초정밀 가공 기술을 바탕으로 성장한 (주)21세기의 제품은 수 마이크론에서 수 나노미터의 정밀도를 자랑합니다.
“예전에는 자동차나 전자제품 부품이 스틸이나 주물 소재로, 크기도 컸습니다.
시대가 변하면서 소재도 비철로 바뀌고 크기도 작아지고 있습니다.
갈수록 정밀해지고 소형화될 것이며 오래 쓸 수 있는 것으로 부품시장의 트렌드가 바뀔 것입니다.
이를 예측해 일찌감치 초정밀 기술력을 키우기 위해 노력했습니다.”
1996년 창업한 (주)21세기는 창업하자마자 IMF가 터지면서 어려움을 겪었습니다. 신생기업에 일감을 줄 곳도 없었지만 김성환 대표는 앞선 기술을 보유한다면 언젠가는 자신들을 알아주고 함께 일할 것이라는 믿음으로 기술 개발에 매진했어요.
정밀하면서도 초소형으로 만들 수 있는 소재를 찾아 텅스텐 다이아몬드 세라믹을 찾았고, 이를 다루는 기술을 보유했으며, 더 강한 소재를 핸들링하려면 더 정밀한 가공 기술이 필요하다는 판단 아래 초정밀 그라인더를 개발했습니다. 그런 노력 덕분에 창업 3년 만에 삼성전기의 협력사로 등록할 수 있었고, 일감이 늘면서 안정적인 성장으로 이어졌어요.
‘초정밀 레이저 정밀가공 분야의 글로벌 리더’
그러나 김 대표는 이에 만족하지 않고 더 나은 기술을 찾기 위해 전 세계를 다니기 시작했습니다. ‘작고 정밀한 것을 만들려면 무엇을 써야 할까?’ 일본, 유럽 등 어디를 가든 선진 기술을 보유한 국가는 레이저 장비를 이용한 가공이 활발했어요. 2003년부터 3년 가까이 세계를 돌아다닌 결과 레이저가 답이라는 결론을 내렸습니다.
초정밀가공이 가능하고, 공기와 질소 등을 사용하기에 공해 요인이 발생하지 않아 친환경적이며, 3D 입체 레이저가 등장하는 등 기존 장비에서 하지 못했던 다양한 공정을 소화하는 것이 장점이죠. 그 무렵 우리나라의 레이저 가공은 유치원 수준이었기 때문에 기회라고 생각했어요. 7억 원이 넘는 레이저 장비를 과감하게 구입했습니다. 그 당시 (주)21세기의 한 해 매출이 10억 원 남짓이었어요.
“고가 장비를 도입해놓고 장비를 잘 사용할 방법을 연구했어요.
생각보다 시간이 많이 걸려서 거의 1년 반을 테스트만 했습니다.
덕분에 장비로 무엇을 할 수 있을지 완벽하게 소화할 수 있었고,
초정밀 레이저 드릴링공법 특허까지 낼 수 있었습니다.
고객이 원하는 제품은 무엇이든 만들 수 있다는 자신감도 얻었습니다.”
기존 공정과 레이저의 특장점을 제대로 파악하고 나니 기존 제품의 부족한 면을 레이저로 보완할 수 있었습니다. 고가의 금형 가격을 낮추고 생산성을 8배 이상 높이는 등 고객의 니즈에 맞춰 이익을 극대화할 수 있었어요. 새로운 레이저 공정에 익숙해질 무렵 또 다른 개선점을 발견했습니다. 이를 해결하기 위해 레이저 3차원 초정밀 형상가공 장비를 도입했어요.
이처럼 김 대표는 개선이 필요할 때마다 과감하게 장비에 투자했을 뿐 아니라 직원들의 역량 강화를 위한 교육에도 힘을 쏟았습니다. 2009년에는 극초단 레이저 적용 정밀가공 분야의 글로벌 리더를 목표로 연구 개발 전담부서를 기업 연구소로 격상시켰어요. 또한 산학연과의 전략적 파트너십 구축, 독일·스위스·프랑스·러시아 등과 글로벌 R&D를 구축하는 등 현재도 R&D 전략을 기반으로 개발 역량을 집중해 R&D 비중이 30% 이상을 차지합니다.
“고객은 현재보다 미래의 새로운 기술을 원하기 때문에
고객이 원하는 미래를 제공하기 위해 R&D를 계속할 수밖에 없습니다.”
그 결과 2005년 2월 ‘초경 커터 기술’, 2005년 3월 ‘레이저를 이용한 전공 지그의 천공 방법’으로 특허를 획득한 이래 다양한 특허를 등록했고, 다수의 지식재산권을 보유한 실력파 기업으로 성장했습니다.
‘IoT 무선진동센서를 이용한 MCT 고장징후 데이터 분석 및 AI 적용’
“현재 발생하는 MCT 설비의 4~5%에 해당하는 원인 미상 드릴 파손 현상의 징후를
사전에 감지하기 위한 데이터세트 확보와 예지보전을 가능하게 하는 체계를 구축할 필요성을 절감하던 차에
정부에서 Kamp 사업을 벌인다고 해서 곧바로 신청했습니다.”
MCT, CNC 및 레이저 장비를 활용해 MLCC 드릴링을 하는데 반복된 가공 과정에서 드릴의 앞날은 마모가 진행되며 부하가 발생했어요. 이로 인해 드릴이 부러져 초정밀 금형 홀 안에 그대로 박히는 경우가 발생했습니다. 최종적인 불량 처리로 인해 생산 로스와 불량률이 증가하고 작업자가 구멍에 박힌 드릴을 제거하는 데 오랜 시간이 소요되어 작업 시간도 지연될 수밖에 없었어요.
김 대표는 IoT 무선진동센서를 통해 MCT 설비(드릴)의 공정데이터를 수집 및 분석하고 AI 적용을 통해 드릴 파손 징후를 사전 감지하는 프로세스를 구축하게 되었습니다. 약 6개월에 걸쳐 설비 데이터 실시간 모니터링 체계를 구축하고 MCT 설비 운영 고도화를 위한 기반을 마련했어요.
“처음에는 데이터를 봐도 뭐가 뭔지 몰라 열심히 공부했습니다.
데이터의 AI 모델링 적용 후 그래프를 확인한 결과,
드릴이 파손된 당시 설비의 비정상 작동에 대한 유의미한 데이터를 확인할 수 있었습니다.
지금은 그래프를 통해 전조 현상을 보고 사전 조치를 취해 생산성이 높아졌고,
불량률도 낮출 수 있었습니다.”
Kamp 사업을 완료한 후 현재는 애로 공정을 해소해 생산성이 약 10% 향상했으며, 품질 불량도 15% 감소했고, 생산원가 절감 효과도 거둘 수 있었어요. 그는 앞으로 데이터 관리를 체계화해 예지보전을 위한 상시 모니터링을 통해 리스크 요인을 사전에 제거할 수 있을 것으로 기대했습니다. 이를 통해 생산성이 향상되고 납기를 단축해 고객 신뢰성을 높이는 기회가 될 것이라고 자신했어요.
‘원천 가공 기술 특허 활용한 장비로 지속가능한 기업 목표’
“레이저 가공 기술을 업그레이드하는 것이 우리의 목표이자 과제입니다.
이젠 소재가 중요한 단계입니다.
지금은 텅스텐 소재를 초정밀로 만들어내는 기술을 개발 중입니다.”
김 대표가 계속 기술 개발을 통해 경쟁력을 키우려는 이유 중 하나는 중소기업에서 일하는 직원들의 처우를 개선하기 위해서예요. 기술을 인정받고 시장에서 제대로 대접받는다면 임금 수준을 대기업과 차이 없이 줄 수 있을 것이라는 기대가 컸습니다. 이를 위해 정부가 지식재산권과 공정거래법을 더욱 강화해주기를 바란다고 주문했어요. 중소기업의 기술력을 보호해달라는 의미입니다.
“우리의 기술을 통해 최종 단계의 제품을 만드는 회사가 생산성을 높이고 납기를 단축하며 원가를 절감하게 됩니다.
그래서 우리 같은 중간 단계 업체의 기술력은 단순히 우리 회사에만 좋은 영향을 미치는 게 아니라
산업 생태계에 큰 영향을 미칩니다.
사명감을 갖고 직원들과 함께 기술 개발에 매진하는 이유이기도 합니다.”
선도적인 기술 투자를 통해 우수 제품군을 선보이며 실력을 인정받은 (주)21세기는 중소벤처기업부가 주관하는 ‘2021년 글로벌 강소기업 지원 사업’에 선정되는 쾌거를 거두기도 했습니다. (주)21세기가 진짜 21세기를 선도하는 글로벌 레이저 가공업체로 우뚝 설 날이 머지않았어요.
출처 : 중소벤처기업부(https://blog.naver.com/bizinfo1357/222515196159)
