박영석 엠티아이지(MTIG) 대표이사

타이타늄은 지각에 많이 분포돼 있고, 가벼우면서도 아주 단단하고 부식이 잘 되지 않는 금속 첨단 소재에 많이 사용되고 있다. 반면에 첨단소재로 사용되기 때문에 일반 대중들에게는 값비싼 소재라고 인식되고 있다. 이런 가운데 분말기술을 통해 타이타늄 부품의 제조 단가를 낮추고 대량 보급 기술을 보유한 기업이 있어 주목되고 있다. 바로 MTIG로 이 회사는 타이타늄 제조 기술인 타이타늄 분말 야금기술(PM : Powder Metallurgy)과 타이타늄 분말사출성형(MIM : Metal Injection Molding) 기술로 업계를 선도하고 있다. 이에 본지는 박영석 엠티아이지(MTIG) 대표이사와의 인터뷰를 통해 MTIG가 보유한 타이타늄 기술에 대해 들어보는 자리를 마련했다.

“  분    말    기    술    로     Ti    대    중    화     선    도   ”

■ MTIG의 소개를 부탁드린다

MTIG는 2006년 9월1일 설립했다. 첨단기업 제조업종 설립허가를 획득했으며, 지적재산권으로 순수국산기술인 타이타늄 관련 원천 특허를 보유하고 있다.

사업 영역은 △타이타늄 분말 제조 및 판매 △타이타늄 분말 야금 부품 제조 및 판매 △타이타늄 사출 성형 정밀 부품 제조 및 판매 △타이타늄 용사 코팅 제품 제조 및 판매 △타이타늄 표면 처리제품 제조 및 판매 △각종 장비 제작 및 원자재 수입 판매를 하고 있다.

경기도 화성에 타이타늄 분말 및 분말 성형 정밀 부품 공장이 있으며, 인천에 타이타늄 표면 처리 공장이 있다.

제조 설비로는 △타이타늄 분말 제조시설 △타이타늄 분말 야금 부품 제조 프레스 시설 △타이타늄 사출 성형 정밀 부품 제조 사출기, 디바인딩 설비, 소결기 등 △타이타늄 표면 처리 제품 제조 시설을 구축하고 있다.

회사 설립 후 몇 년간 데스밸리를 겪으며 매출을 올리지 못했지만, 지금은 독자기술 개발을 통해 2012년부터 연간 20억 원 이상의 매출을 올리고 있다.

■ 타이타늄 시장에 대한 견해는

타이타늄은 첨단 산업 소재다. 밀도 Fex 40%, 강도 ex 200%의 경량 고강도 특성을 갖고 있으며, 백금과 유사한 우수한 내식성을 보유하고 있다. 또한 노 알러지의 생체적합성과 항공우주에 사용되는 우수한 내열성, IT용 전자제품과 의류부자재에 사용할 수 있는 천연컬러를 구현할 수 있다.

세계 시장을 살펴보면 시장규모는 타이타늄 원자재는 10조원 이상으로 매년 10% 이상 성장하고 있으며, 국가간 전략소재로 치열한 개발 경쟁을 하고 있다.

국내 시장은 약 1조5,000억원 시장으로 매년 10% 이상 성장하고 있다. 원자재는 대부분 수입에 의존하고 있어 경제성이 결여됐으며, 부품제조 기술은 국내에 없고, 아직 연구단계다.

이에 반해 MTIG는 독자기술로 원료분말 및 부품 개발에 완전 개발 자립을 거뒀다.

타이타늄은 다양한 곳에 사용된다. 반도체·화학 분야에서는 화학부품소재, 화학약품 밸브, 엘보, 도금부품, 전극 등에 사용되고, 전자기기에는 내/외장재 케이스, MP3, 카메라, 전자기기 부품 등에 사용된다.

패션·주얼리에도 사용되는데 노 알러지 패션 부자재, 귀걸이, 반지, 목걸이, 팬던트, 디자인 용품에 활용도가 높다. 노 알러지 특성으로 유아·장난감에도 사용된다.

각광을 받고 있는 분야는 의료용이다. 의료용으로는 임플란트, 수술용, 인공뼈, 치아에 사용된다.

이밖에도 항공·우주·해양, 생활용품, 국방, 정밀기계, 건설 등 다양한 분야에 사용된다.

■ 기존 3차원 형상 정밀 타이타늄 제품의 제조가 어려운 이유는

기존 3차원 형상 타이타늄 제품의 제조 문제는 크게 2가지로 볼 수 있다. 원료와 가공방법에서 문제가 있다고 본다.

원료는 100% 수입에 의존하는데 이는 단순 형상인 판재·봉재·선재·분말에만 사용된다. 이는 외국으로부터의 원자재 종속성이 높아지고, 제품가격이 높다는 단점이 있다.

가공방법인 판재·봉재·선재는 기계 가공을 해야 하는데 3차원 형상 부품의 생산이 어렵고, 공정비용이 높다. 소형 잉곳은 정밀 주조를 해야 하는데 고진공 분위기에서 제조해야 하는 만큼 공정비용이 높다.

철강比 50% 수준 경량화 가능

30∼40% 이상 생산비 절감

이에 기존 타이타늄 제조 기술인 주조공업 후 기계 정밀가공은 고 가격으로 인해 항공우주·국방 및 석유화학 장치 산업 등 특수 목적용으로 사용할 수 밖에 없다.

또한 타이타늄 주조 공법의 경우 용해 온도가 1,800℃로 높고, 3차원 형상 모서리 부분을 강제로 채우기 위해 원심분리기를 사용해야 한다. 게다가 타이타늄과 거푸집의 ZrO₂가 반응해 Ti 산화층이 형성되고, 수작업으로 합금층 연마과정에서 치수 오차 및 3차원 형상이 파괴되기 쉽다. 더불어 타이타늄의 유동성 결여로 성형 불량률이 높다.

■ MTIG의 타이타늄 분말 기술은 어떤 것인가

타이타늄 분말 기술은 타이타늄 금속분말을 원료로 사용해 고기능의 전자기 제품, 자동차 및 각종 산업 부품을 제조하는 기술이다. 이에 3차원형 복잡형상 부품제조에 적합하다.

또한 분말사용에 따른 성분제어가 용이해 고강도화를 달성할 수 있다. 더불어 철강 대비 50% 수준의 경량화가 가능하고 일반주조 및 가공 부품의 30∼40% 이상의 생산비를 절감할 수 있다.

MTIG는 △순수 타이타늄 분말 제조 △사출용 타이타늄 피드 스톡(Feed stock) 제조 △타이타늄 용사 코팅용 분말 제조 △타이타늄 합금분말 제조 기술을 보유하고 있다.

또한 타이타늄 분말사출성형(MIM : Metal Injection Molding) 부품 제조 공정을 구축해 지식경제부로부터 2008년 4월에 신기술인증(NET)을 획득했으며, 2012년 7월에는 KFDA 생물학적 안정성 시험에도 합격했다.

의료용 소재 부품 인증도 획득했다. 2011년 11월7일부터 2012년 6월20일까지 한국산업기술시험원에서 진행된 생물학적 안전성 검사에서 적합 판정을 받았다. 이에 MTIG에서 제조한 타이타늄 분말 사출 성형체로 제조한 의료용 임플란트 부품 소재를 제품등록 및 판매를 위한 식약청 등록 시험성적서를 발급할 수 있게 됐다.

또한 3차원 형상의 다양한 의료 타이타늄 부품을 제조할 수 있고, 100% 수입에 의존하던 의료용 타이타늄 부품 소재의 수입을 대체할 수 있게 됐다. 더불어 대량 자동화 생산으로 기계 가공 제품 가격 대비 50% 이하의 가격 경쟁력을 갖출 수 있게 됐다.

MTIG가 사용하는 타이타늄 제조 기술인 타이타늄 분말 야금기술(PM : Powder Metallurgy), 타이타늄 분말사출성형(MIM : Metal Injection Molding) 기술은 3차원형 복잡형성 부품 제조에 적합하고, 분말 사용에 따른 부품 제조 성분제어가 용이해 고강도화를 달성할 수 있다.

또한 제조 시설 투자비용 대비 시설 투자비용이 10∼20% 수준으로 절감되고, 일반 주조 및 가공 부품의 50% 이상 공정비, 생산비를 절감할 수 있다. 더불어 타이타늄 부품의 자동화 생산, 대량 생산, 생산인력을 최소화 할 수 있으며, 환경 유해 물질의 발생이 없다.

MTIG는 순수 타이타늄 및 합금 타이타늄 분말야금, 분말 사출 성형 원천 기술을 통해 국내 특허 △등록 15건 △출원 2건, 해외특허 △중국 특허 등록 1건 △미국 일본 특허 출원 2건 △PCT 출원 2건이 있다.

■ MTIG가 생산하는 분말 사출성형 3차원 형상 타이타늄 부품에는 어떤 것이 있는가

임플란트 포장용 부싱(Busing) 부품, 타이타늄 기어, 타이타늄 전극, 타이타늄 기계 부품, 타이타늄 보청기 커버, 보석/패션 주얼리 제품, 타이타늄 의류 부자재, 타이타늄 도장, 등이 있다. 특히 타이타늄 기어는 대량 생산 체제를 통해 가격 경쟁력이 높으며, 정밀한 부품 제작이 가능하다. 또한 주얼리 제품은 아노다이징 컬러로 다양한 색을 구현할 수 있으며, 인체 적합성이 우수해 노 알러지의 특성을 갖는다.

■ 앞으로의 계획은

가격 경쟁력을 살려 부품 시장·전자시장 공략에 박차를 가하고, 인체 적합성이 우수한 특성을 살려 주얼리 시장을 본격 공략할 계획이다. 또한 화장품 도구 시장에도 진출할 계획을 갖고 있다.
타이타늄은 철보다 강하고 백금과 유사한 내식성을 보여 부식되지도 않는다. 꿈의 신소재라고 불릴 정도로 매우 좋은 금속이다.

이런 타이타늄이 각종 산업군에 사용될 수 있도록 연구개발을 꾸준히 지속하고 상업적으로도 우수한 제품을 만들어 내도록 노력하겠다.

앞으로도 MTIG가 한국의 타이타늄 기술을 이끌 수 있도록 최선을 다하겠다.

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