제조기반/ 용접기기 및 주변장치

제조기반

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용접기기 및 주변장치

1.개요

가. 정의 및 필요성

정의 : 용접은 원자 간의 결합에 의해 두 개 이상의 물체(재료)를 국부적으로 결합시키는 방법으로, 결함시키기 위한 각종 용접기 및 주변 기기와 재료의 특성 및 메커니즘 등의 기계/재료 공학적 지식을 비롯한 현장 실무지식까지 겸비하여야 하는 분야임

범위 : 용접 분야 제품은 금속 또는 비금속 소재 및 부품을 열 또는 압력을 이용하여 결합시키는 고효율 아크용접 장치를 비롯하여, 초정밀 용접, 자동화 용접, 브레이징, 솔더링 등의 용접 장치 및 주변 기기로 구분됨.

정의 및 필요성 용접은 원자 간의 결합에 의해 두 개 이상의 물체(재료)를 국부적으로 결합시키는 방법으로, 결함시키기 위한 각종 용접기 및 주변 기기와 재료의 특성 및 메커니즘 등의 기계/재료 공학적 지식을 비롯한 현장 실무지식까지 겸비하여야 하는 분야임.

용접접합 분야는 자동차, 조선, 플랜트, 건축, 항공우주, 전자 등 국내 성장 동력 산업과 주력기간 산업에서 제품의 품질 및 내구성, 생산성, 부가가치 등을 결정하는 핵심기술이며, 최근 경량소재 적용을 통한 녹색성장 정책으로 소재의 용접 공정에 대한 기술개발이 필요한 시점임. 

국내 성장 동력 및 주력산업의 기술 선진화와 환경규제에 대응하는 용접접합 기술을 도출하기 위해 용접접합 장치 및 주변 기기와 에너지효율 향상을 위한 공정 등의 기술개발이 필요함.

나.범위 및 분류

(제품 분류 관점) 용접 분야 제품은 금속 또는 비금속 소재 및 부품을 열 또는 압력을 이용하여 결합시키는 고효율 아크용접 장치를 비롯하여, 초정밀 용접, 자동화 용접, 브레이징, 솔더링 등의 용접 장치 및 주변 기기로 구분됨.

(공급망 관점) 공급망은 녹색정책, 환경규제 등에 의한 경량화 소재의 용접기, 무연솔더 패키징 장치, 솔더볼 및 모니터링 시스템, 아크/저항 용접기, 브레이징/솔더링 용접기, 기타 토치, 송급기 등 주변 기기로 분류됨.

[용접분야의 분류 관점의 범위]

대분야	중분야	세부 제품
용접분야	고효율 용접기 및 주변 기기	- 고효율 인버터 아크 용접기, 에너지 절감형 인버터 저항 용접기, 초경량 용접 토치 - 지능형 서보건 저항 용접기, 디지털 와이어 송급기, 디지털 용접 케리지 - 경량 용접 케이블
	초정밀 용접공정 및 용접 자동화 시스템	- 수송기기용 경량금속 용접기, 경량재료 레이저 정밀접합용접기 - 비전센서를 이용한 용접부 외관 검사 시스템, 용접 실시간 모니터링 시스템 - 하이브리드 이종재료 용접기, 정밀부품 마찰교반 용접기
	특수 용접 공정 브레이징 /솔더링공정	- 웨이퍼 솔더 범프, 기판 솔더 범프, 중온계 무연솔더, 중온계 무연 솔더 - 무예열 고강도강 용접재료, 고효율 친환경 브레이징 장치 - 태양광 패널 자동 브레이징 장치

⇒ 따라서 용접분야는 분류 및 공급망은 - 고효율 용접기, 초정밀 공정 및 자동화 시스템과 브레이징, 특수용접으로 분류되며, - 공급망 기준으로 성장 및 주력 산업 전반에서 활용되고 기술개발이 되고 있는 아크/저항 용접기 및 자동화 장비, 모니터링 장비, 브레이징 용접기, 주변 기기 등을 포함함.

2.산업 및 시장분석

가. 시장현황/전망분석

과거에 비해 현 국내 용접장치설비산업의 시장규모는 축소 상태에 있음. 이는 국내의 많은 업체들이 인건비가 다소 저렴한 외국으로 설비이전을 꾀하고 있으며, 산업전반에 걸친 경기 침체로 시장이 위축되었기 때문으로 판단.

또한 이미 많은 제품이 생산되고 있음에도 불구하고 기업의 속성상 산업적 중요성보다는 경제성이 더 우세한 현실과 용접기 시장 개방 이후 많은 외국 업체들이 국내 시장에 들어와 국내 업체와 함께 경쟁하고 있어 협소한 시장에 과도한 경쟁을 부추기고 있기 때문임.

용접 관련 세계시장은 2007년 240조원에서 연평균 4.8% 성장률을 보이며 2012년에는 303조원 규모에 이르고 있어, 2016년에는 366조원에 달할 것으로 전망됨. 국내시장의 경우 조선산업의 불황으로 2007년 4.9조원에서 연평균 3.6%의 성장률을 보이면서 2009년에는 5.2조원, 2012년에 6.6조원 규모에 이르고 전자, 자동차, 중공업 등의 주력산업에 힘입어 2016년에는 9.1조원에 달할 것으로 보임.

용접접합 장치시장 관련 현황은 조선 및 자동차산업에서 전체시장의 약 2/3 이상을 차지할 정도로 비중이 크며, 이는 철강 생산량 등 전후방산업과 서로 맞물려 시장을 형성하고 있음. 특히 국내 제조업의 5%를 차지하고 있는 조선산업에 있어서 선박건조 비용의 35%가 용접관련 비용으로 선박의 부가가치에 큰 영향을 미침.

용접 접합 장치 산업에서 분야별 세계 시장 규모는 아크용접이 약 32%, 저항용접이 13%, 가스 및 커팅이 9%, 레이저 등 특수용접이 12%, 초음파용접이 약 5%, 기타 브레이징/솔더링 및 용접주변장치 등이 29% 등을 차지하고 있으며, 국내인 경우 아크용접기가 약 26%, 자동차산업 발전에 힘입어 저항용접기가 35%, 레이저 등 특수용접이 8%, 기타 브레이징/솔더링 및 주변장치 등 용접이 약 31%를 차지하고 있음.

용접접합 장치산업은 전력전자 산업관련 설비와 유사한 특성이 있어 지속적이고 체계적인 정부지원이 수반될 경우 세계적인 기술경쟁력을 단시간에도 확보할 수 있는 분야로서, 고부가 창출이 가능한 첨단 용접‧접합 원천 기술의 개발에 주력해야 함.

(단위: 억달러, 억원)

구분	품목	2012	2013	2014	2015	2016	성장률
국내시장	초음파용접	-	-	-	-	-	-
	가스 및 커팅	-	-	-	-	-	-
	기타 브레이징/솔더링 및 용접주변 기기	2.046	2.232	2.418	2.604	2.821	-
	아크용접	1.716	1.872	2.028	2.184	2.366	-
	레이저 등 특수용접	0.528	0.576	0.624	0.672	0.728	-
	저항용접	2.31	2.52	2.73	2.94	3.185	-
해외시장	초음파용접	15.15	15.85	16.65	17.45	18.3	-
	가스 및 커팅	27.27	28.53	29.97	31.41	32.94	-
	기타 브레이징/솔더링 및 용접주변 기기	87.87	91.93	96.57	101.21	106.14	-
	아크용접	96.96	101.44	106.56	111.68	117.12	-
	레이저 등 특수용접	36.36	38.04	39.96	41.88	43.92	-
	저항용접	39.39	41.21	43.29	45.37	47.58	-

* Gartner, KOTRA

그래프보기

3. 기술분석

가. 기술동향 분석

(1) 세계동향용접기기 및 주변장치 제품의 대상특허 3046건 전체에 대한 각 국가의 연도별 출원동향을 살펴보면, 전반적으로 2010년 이후 감소하는 추세를 보이고 있음
-출원규모에 있어서는 일본 1880(45%)로 가장 높은 점유율을 보이고 있으며, 한국 1180(39%), 미국 240(8%), 유럽 246(8%)의 특허점유율을 나타냄
-전 세계 특허출원 건수를 대상으로 연평균증가율을 보면, 한국에서 소폭의 증가추세를 보이다가 2010년부터 미국과 한국 및 일본의 출원 감소에 따라 전체적인 출원도 감소추세를 나타내고 있는데 이는 출원일로부터 18개월 후 공개한다는 특허공개제도에 의한 일시적인 현상으로 판단됨

 

(2) 국내동향용접기기 및 주변장치 제품의 국내특허 출원동향을 살펴보면, 출원건수는 연도별로 증가, 감소, 증가 추이를 반복하며 증가추이를 보이고 있으나 최근(2010년 이후) 감소하는 추세를 보이고 있음, 이는 미공개 건에 의한 일시적인 영향으로 사료되며, 내국인 출원비율은 일정한 수준을 유지하고 있어 꾸준히 출원을 유지하고 있는 것으로 나타남
-출원인별로 살펴보면 해외출원인과 대기업 및 중소기업의 특허비율이 각각 42%, 26%, 12%로 높게 나타났으며, 대학/연구소/공공기관이 6%, 개인은 14%로 분석되어, 용접기기 및 주변장치 분야는 해외출원인과 대기업 및 중소기업에 의한 특허출원이 많고 개인의 출원활동도 활발한 분야로 판단됨.

4. 핵심요소기술 선정

전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장동향, 기술동향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함

핵심기술 선정
-조정된 요소기술과 기술․시장 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 -핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(10), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술성장성(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 시장 성장성(5)으로, 중소기업성은 중소기업 참여정도(5) 및 중소기업 진입장벽 정도를 고려하여 평가

[핵심요소기술 선정결과]

중분류	핵심기술
아크 & 저항 용접기	자동제어 저항용접기 개발
	강관 원주 자동용접시스템 개발
	전기저항용접 장치개발
	자동육성용접장치 개발
	Narrow gap 자동 용접 장치 개발
무연솔더 패키징	레이저 솔더링 기술
	와이어 본딩 장치 개발
용접토치 및 와이어 주변기기	다중와이어용 용접헤드
	무에러 용접와이어 송급기 개발
	레이저 이용 용접이음 세척 기술
경량금속 (Al/Mg) 용접기	Friction stir 용접주변기기개발

6. 기술로드맵