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조선, 자동차, 반도체 등 우리나라 주력산업의 근간이라 할 대표적 뿌리산업인 용접도 융합과 첨단화의 흐름을 타고 있다. 전체 특허출원 수도 꾸준히 늘고 있으며, 3D 프린팅의 확산에 따라 레이저용접 분야의 특허출원의 급증세가 특히 눈에 띈다.

25일 특허청에 따르면, 용접 관련 특허출원은 2000년대 이후 지속적으로 증가하고 있다. 지난 2003년 296건이었던 용접기술 특허출원은 2012년 737건으로 늘었다.

이 중 가스용접 및 저항용접은 전체출원 중 비중이 각각 2.6%, 12.0%로 비중도 높지 않고 증가세도 주춤해졌다. 그러나 마찰과 진동, 초음파를 활용하는 ‘비전기적 접합’은 비중은 낮지만 증가세는 앞의 두 분야보다 높았다. 아크용접과 레이저용접은 각각 35.8%, 37.0%로 그 비중이 다른 타용접기술에 비해 급격히 커지고 있는 것으로 나타났다.

용접은 금속 또는 비금속 소재를 서로 결합시키는 기술이다. 전통적으로 가스나 전기를 활용해 용접부위와 용접봉을 가열․용융해 결합시키는 가스용접, 아크용접, 전기저항용접 등이 널리 활용돼 왔다.

그러나 최근에는 다른 종류의 금속소재간의 결합 필요성이 증대해 마찰이나 진동을 통해 접합하는 마찰용접이나 초음파 용접의 활용이 증가하고 있으며, 미세한 부위의 정밀한 용접이 가능한 레이저용접의 활용도 폭발적으로 증가하고 있다.

특히 레이저용접 분야의 출원 증가세는 최근 각광받고 있는 3D 프린팅 기술 등 미세가공기술에 레이저 용접의 활용도가 증가하고 있기 때문으로 분석된다. 고강도의 제품성형을 위해 원소재로 금속분말을 활용하는 경우에 금속분말을 적층한 후 분말층의 소결․접합에 레이저가 활용되고 있다.

2가지 이상의 용접방법을 중복해 활용하는 ‘융합형 하이브리드 용접’ 기술도 주목할 만하다. 근래에 많이 사용되는 융합형 하이브리드 기술은 예를 들면, 아크용접과 레이저용접을 동시 혹은 순차적으로 적용하는 것이다. 관련 출원은 2000년대 초반 이전에는 미미하다가, 지난 10년간 출원은 용접분야 전체 출원의 6% 이상을 차지하는 등 꾸준한 증가추세를 보이고 있다.

최근 복합소재의 개발 및 활용이 증가함에 따라 복합소재들의 이종 접합 필요성이 증대되고 있어 하이브리드 용접의 출원은 계속 늘어날 것으로 예측된다.

특허청 정경덕 가공시스템심사과장은 “조선, 자동차, 반도체 등 세계적으로 경쟁력을 가진 제조기업의 지속적 성장을 위해서는 용접기술과 같은 기초공정기술의 뒷받침이 필수적”이라며, “용접기술의 지속적인 발전을 위해서는 다양한 소재의 개발에 따라 유연하게 대응할 수 있도록 용접기술간 융합화와 첨단화가 꼭 필요하다”고 밝혔다.

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