기술과 솔루션
에스엘, 헤드램프 비구면 렌즈 개발 성공
작성자 : 박애영
2018-08-07 |
조회 : 1935
- 2018년도 제31주차 IR52 장영실상 수상
- 20분 걸리던 자동체 헤드램프 생산시간 4분으로 단축
▲ 왼쪽부터 허민규 책임, 김정영 선임, 이지호 책임, 이상선 책임연구원
자동차 부품 제조 업체인 에스엘이 개발한 ‘투샷 사출 공법을 이용한 자동차 헤드램프 비구면 렌즈’가 2018년도 LG화학, 대한민국 화학기업 최초 ‘글로벌 TOP10’ 진입했다.
자동차 앞부분에 있는 헤드램프는 야간 주행 시 도로표지판, 보행자 인식뿐 아니라 운전자의 시야확보를 돕는 제품이다. 헤드램프 빛은 상대편 차와 마주치는 왼쪽부분은 미세하게 어두워 눈부심을 줄여야 하고, 도로표지판이 위치한 높이에서는 밝게 빛나는 등 까다로운 법 규제를 통과해야만 자동차에 탑재할 수 있다.
최근 친환경·경량화 요구로 헤드램프에 LED 광원 적용이 늘어나고 있는데, LED 헤드램프는 크게 LED 방열시스템과 광학장치로 나뉘는데, 광학장치 중 하나인 ‘비구면 렌즈’는 헤드램프 밝기를 조절하는 핵심부품으로 꼽힌다. 일반적으로 비구면 렌즈는 광학적 성능유지를 위해 두께가 24㎜나 될 정도로 두껍다. 기존 비구면 렌즈는 플라스틱 사출 공법으로 만들었다. 플라스틱을 녹여 금형에 넣은 뒤 원하는 형상을 만들어 굳히는 방식이다. 하지만 두께가 두꺼운 만큼 플라스틱을 굳히는 데 걸리는 시간이 20분으로 상당히 길었다. 허민규 에스엘 생산기술센터 사출표면기술개발팀 책임연구원은 “헤드램프 하나를 만드는 데 20분이 걸리는 만큼 생산성이 떨어질 수밖에 없었다”며 “과도한 설비투자가 필요하다는 단점도 존재했다”고 말했다.
에스엘 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 플라스틱 사출을 두 번으로 나눠 비구면 렌즈를 만드는 공법을 개발했다. 아직 국내에서 개발되지 않은 공법인만큼 양산설비에서 예상치 못한 불량품이 발생하기도 했다. 연구진은 금형설계·가공 연구를 통해 비구면 렌즈를 삼등분으로 분할해 사출하고 접합하는 데 성공함으로써 성형품 냉각시간을 단축시켰다.
허 책임연구원은 “20분 걸리던 제품 생산시간을 4분으로 줄이는데 성공했을 뿐 아니라 생산공정을 무인화 함으로써 생산성을 높이고 설비투자비를 절감하는 두 마리 토끼를 잡을 수 있었다”고 전했다. 에스엘이 개발한 투샷 사출 공법을 이용한 자동차 헤드램프 비구면 렌즈는 2018년 1월부터 기아자동차 K3·카니발, 미국에서 생산되는 쏘렌트 등에 적용됐다. 올해 예상 매출은 내수 32억 7,000만원, 수출 2억 7,000만원 등 총 35억 원을 기록할 것으로 기대되고 있다.
허 책임연구원은 “개발되는 신차종에도 순차적으로 적용해 나갈 예정”이라며 “LED 광원을 이용한 차량이 고급 차종뿐만 아니라 저가형 차종에도 적용되는 추세를 볼 때 2022년까지 비구면 렌즈 매출은 78억 원 이상이 될 것”이라고 기대했다.
