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제목 플라스틱과 고무산업의 최신기술과 트렌드 제시 - K 전시회
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2019/05/01 12:50

 

 

자료제공 _ Messe Dusseldorf

 

시장과 경제

 

 

뒤셀도르프에서 열리는 K 전시회는 1952년 최초 개최 이래 세계 플라스틱과 고무산업에서 최고의 전시회라는 입지를 지켜왔다. 폴리머 재료에 관해 전 세계에서 이뤄지고 있는 발전을 K 전시회만큼 현장에서 생생하게 그리고 광범위하게 보여주는 전시회는 없다. 21회를 맞이하는 이번 K 전시회는 세계 플라스틱산업의 지속적인 발전상을 한 자리에 선보이려는 노력을 계속하고 있다.

3년 주기로 열리는 K 전시회에서는 플라스틱 및 고무분야에서 개발된 첨단기술, 다양한 산업공정에 적용되는 효율적인 솔루션 등을 확인할 수 있다. 폴리머 재료, 플라스틱 제조, 처리 및 금형 관련기술을 비롯해 플라스틱과 고무의 다양한 활용분야 등을 뒤셀도르프의 K 전시회보다 더 광범위하고 깊이 있게 경험할 수 있는 전시회는 없다. 지난 70년간 그랬던 것처럼 이번 K 전시회도 플라스틱산업 및 플라스틱 가공산업의 세계적인 트렌드를 파악하고 싶은 사람이라면 필수로 방문해야 할 전시회로 꼽힌다.

 

플라스틱과 고무는 세계적으로 성장세 지속

원재료인 플라스틱과 고무는 세계적으로 성공을 거두고 있다. 1950년부터 2017년 사이에 플라스틱 및 고무 재료의 소비량은 연평균 8.5% 상승했다. 1950년에서 1970년 사이의 고속성장이 오늘날까지 이어지지는 않지만, 21세기에 들어서도 플라스틱과 고무에 대한 수요는 연평균 5%의 성장세를 유지하고 있다. 그러나 지역, 제품, 용도에 따라 성장세에 큰 편차를 보이기도 한다.

고무와 플라스틱의 세계적 성장세에서 가장 중요한 배경은 인구증가와 생활수준의 향상이다. 플라스틱을 원료로 하는 제품의 시장 대부분이 지속적으로 성장하고 있으며, 특히 식품 및 소비재의 포장분야 뿐만 아니라 저장용기 및 운반용 컨테이너에 대한 수요도 증가했다.

인프라 및 건설 관련분야에서도 플라스틱은 수도, 전기, 가스, 단열재, 창틀 등 광범위하게 활용되고 있다. 또 한 가지 중요한 분야는 승용차, 화물차 및 항공기 등 교통수단이다. 의료기기분야에서도 이제 폴리머 재료가 필수적으로 사용된다. 의약품의 안전한 투여, 의료기기 사용, 진단 및 실험실 운영 등은 기능성이 뛰어나고 실용적이며 위생적인 플라스틱 일회용 제품에 점점 더 의존하고 있다.

또한 오늘날 가장 인기 높은 스포츠·레저용품은 플라스틱으로만 제조할 수 있는 경우가 매우 많다. 전기자동차를 비롯해 과거에는 전력을 사용하지 않던 기기들을 전기로 구동하거나 에너지 회수기술 등을 플라스틱 재료의 협조가 없다면 불가능하다. 이 모든 제품, 그리고 이들의 시장에서 폴리머와 고무 재료는 더욱 환영받으며 널리 쓰이고 있다.

  

 

아시아를 세계 플라스틱산업 리더로 이끌고 있는 중국

유럽 플라스틱 제조기업협회인 PlasticsEurope의 추정에 따르면, 2017년에 전 세계는 약 3억 4800만톤의 플라스틱을 생산했다. 플라스틱 재료, 즉 플라스틱 제품으로 변신한 원료 물질의 생산량은 2억 9000만톤이었다. 나머지 약 5500만톤은 코팅제, 접착제, 분산제, 바니쉬, 페인트 등의 제조에 투입됐다. IRSG의 연구에 의하면, 2017년에 약 2850만톤의 고무가 생산됐다. 이 중 천연고무는 1350만톤, 합성고무는 1500만톤이다.

지난 10년간의 경제위기와 가격상승이 다 그러했듯, 2008년~2009년의 재정위기는 플라스틱산업이 초기부터 구가해온 장기적 발전에 비춰보면 단기적인 작은 문제였다. 2010년 이후 생산량이 연간 4~5%씩 증가하면서 플라스틱은 성장동력을 되찾았다.

플라스틱 생산량에 관한 정보를 제공하는 데이터베이스인 Polyglobe에 따르면, 이 분야에서 규모와 경제적 비중이 가장 큰 열가소성플라스틱의 전 세계 생산시설 용량이 2019년 3월 초, 3억 5100만톤에 이른다. 일반 플라스틱이 이 중 91%를 차지했고, 특수 열가소성플라스틱이 8%, 기타 고성능플라스틱, 바이오플라스틱, 생분해성플라스틱 등이 기타 분야의 대부분을 차지했다.

중국과 한국, 다수의 동남아 국가들이 경제적으로 번영함에 따라 아태지역은 세계 플라스틱 업계에서 가장 규모가 크고 가장 빨리 성장하는 지역이 됐다. 오늘날 아시아는 세계 플라스틱 생산량의 50%를 차지하고 있다. 2017년 현재 세계 각국에서 가동중인 플라스틱 가공기계의 40%가 아시아에서 생산됐다.

오늘날 중국은 플라스틱산업의 전 분야에 걸쳐 가장 중요한 국가로 부상했다. 최근 통계를 보면, 중국은 세계 플라스틱 생산의 29.4%(2017), 플라스틱 가공기계 생산의 31%(2016)를 차지하고 있으며, 플라스틱 가공분야에서도 독보적 1 위를 차지하고 있다. 아태지역과 중동의 생산량이 급격히 팽창함에 따라 통계 지형도 영구적으로 변화하고 있다. 중국 29.4%를 비롯해 일본 3.9%, 기타 아시아 지역 16.9%를 합치면 무려 50.1%가 아시아에 집중돼 있다.

한편, 유럽과 북미지역이 전 세계 생산량에서 차지하는 비중은 지속적으로 감소해 현재 각각 18.5%와 17.7%다. PlasticsEurope의 통계에 따르면, 중동과 아프리카의 비중은 7.1%, 남미 4%, CIS(독립국가연합)국가들의 합계는 2.6%다. 불과 20년 사이에 아시아의 비중은 40%에서 50%로 증가한 반면, 북미는 10%, 유럽은 15%가 감소했다. 중동국가들의 약진도 눈에 띈다. 고무 생산량 또한 비슷한 상황이다. 2018년 아시아는 천연고무의 91%, 합성고무의 54%를 생산해 고무분야에서도 독보적이다.

  

 

독일어권 국가들 기술 선도, 중국은 기계 시장 지배

세계 플라스틱 및 고무 기계산업의 생산가치는 2018년의 경우 380억 유로에 달할 것으로 추정된다. 이는 2017년의 363억 유로, 2016년의 350억 유로에서 꾸준히 증가한 수치다. 2017년에 유럽 플라스틱 가공기계 제조업체들은 이 중 42%를 차지했다. 이는 금액 기준 153억 유로에 해당한다(2016년에는 41%, 143억 유로).

오스트리아, 프랑스, 독일, 영국, 이탈리아, 룩셈부르크, 스페인, 스위스, 터키 등 유럽 각국의 플라스틱 기계제조기업을 총괄하는 단체 Euromap에 의하면, 유럽업체들은 2017년 세계시장 점유율을 종전 48%에서 52%로 끌어올렸다. 2018년에는 여러 가지 불확실성 요인에도 불구하고, 유럽업체들의 총생산량이 2~3% 상승했을 것으로 Euromap은 추정하고 있다.

2017년 플라스틱 기계의 금액 기준 최대 생산국은 중국으로 115억 유로(31.8%)이며, 그 뒤를 독일(80억 유로, 22.1%), 이탈리아(30억 유로, 8.4%), 미국(27억 유로, 7.4%), 일본(18억 유로, 4.9%)이 따르고 있다. 독일은 세계 총 수출고의 24.5%를 차지하면서 이 부문 1위를 달리고 있고, 이어서 중국(16.4%), 일본(10.4%), 이탈리아(9.6%), 미국(5.7%)이 선두권을 형성하고 있다.

 

유럽 플라스틱산업 수요

PlasticsEurope가 집계한 2017년도 Eurostat 수치에 따르면, 28개 EU 회원국의 플라스틱산업 관련기업들은 약 6만개에 달하며, 이들은 주로 중소기업이다. 150만여명의 종업원을 거느린 이들 기업의 매출은 3500억 유로로, EU 전체가 기록한 무역흑자 중 170억 유로를 담당했다.

유럽기업들이 생산한 플라스틱 원료를 주로 수입하는 국가는 터키, 미국, 중국, 러시아, 스위스 등이며, 플라스틱 제품의 수입선은 대략 위와 역순으로, 미국, 스위스, 중국, 러시아, 터키 순이다. EU 외 지역에서 최대 수입국들은 원료의 경우 미국, 한국, 사우디아라비아, 스위스, 일본이었으며, 제품의 경우는 중국, 미국, 스위스, 터키 및 한국 순이다.

PlasticsEurope의 수치를 다시 보면, 2017년에는 포장업체들이 플라스틱 수요의 39.7%를 차지했으며, 지역별로는 유럽이 가장 큰 수요자다. 건설업이 19.8%로 2위를 차지했고, 자동차가 3위(10.1%), 전기전자가 4위(6.2%)를 차지했으며, 스포츠 용품(4.1%)과 농업(3.4%)이 뒤를 따랐다. 가구, 의료, 가정용품 등의 제조업체들은 합계 16.7%를 차지했다. 유럽 최대의 플라스틱 소비국은 독일(24.6%)이며, 이탈리아(14%), 프랑스(9.6%), 스페인(7.7%), 영국(7.3%), 폴란드(6.5%)가 뒤를 잇고 있다. 브렉시트 관계로 영국의 소비는 같은 기간 소비가 증가한 스페인에 뒤지고 있다.

  

전 세계 플라스틱 생산에 영향 주는 셰일가스

현재 유럽은 플라스틱의 원료인 폴리올레핀을 수입에 의존하고 있지만, 미국은 저렴한 에너지원으로 급부상한 셰일가스 덕을 보고 있다. 셰일가스 채굴 및 타겟 플라스틱의 중합, 코폴리머의 생산에 수년간 막대한 투자를 한 미국에서는 2016년 말부터 가스를 원료로 한 폴리올레핀 생산시설에서 원료가 꾸준히 공급되고 있다. 여기 덧붙여 가스의 수송, 저장, 출하, 중간재, 가공용 플라스틱 과립 등에 관한 인프라도 지속적으로 확충되고 있다.

미국산 원료의 가격경쟁력으로 폴리올레핀의 흐름이 미국에서 유럽으로 향하는 추세가 시작된 것은 당연하지만, 셰일가스 자체에 대한 수요도 주목할 만하다. 예를 들어, 중국, 인도, 네덜란드 등의 플라스틱 기업들이 2차 가공을 위해 프로판 탈수소시설을 건설중이며, 북유럽에서도 같은 움직임이 시작되고 있다.

  

플라스틱이 경제에 미치는 정치적 불확실성

플라스틱과 고무시장은 선진국과 개발도상국을 중심으로 비교적 높은 성장세를 보인 것이 사실이다. 그러나 정치적 상황으로 플라스틱 원료와 제품의 무역이 저해된 측면이 있다. 특정 시장이 고립되기도 했고, 애국주의가 부상하기도 했으며, 분리주의와 보호무역주의가 일부지역에서 득세하면서 시장 상황은 복잡해졌다.

밸류체인과 지역 특성에 따라 이러한 악재들은 저마다 정도는 다르지만, 시장에 불확실성을 가져왔으며, 이에 따라 다수의 글로벌 기업들은 장기적 사업계획 수립에 어려움을 겪었다. 관세 부과를 둘러싼 미·중 무역분쟁, 대이란 경제제재, 브렉시트로 불리는 영국의 EU 탈퇴 가능성, 남미에서 강화되는 민족주의 등은 무역 관계를 안정시키는 데 어려움을 줬다.

  

미래를 향하는 환경과 경제

플라스틱 폐기물로 인한 해양오염, 주로 화장품에 사용되는 마이크로플라스틱에 대중 및 언론이 비상한 관심을 갖기 시작했다. 이는 결국 플라스틱산업과 직결된 사회문제로 떠올랐다. 지구의 해양을 오염시키는 파괴적 상황을 해결하려면 사회와 산업이 모두 변화해야 한다. 플라스틱은 함부로 버리기에는 아까운 자원이다. EU는 새로운 플라스틱 재활용전략을 제시해 모범을 보이고 있다. 이 문제도 K 2019에서 다뤄질 예정이다.

   

 

재활용 선도하는 유럽 플라스틱 산업

일부 아시아 국가의 재활용시스템이 제대로 운영되지 않고, 플라스틱 폐기물을 양산하는 인간의 생활습관이 환경문제의 원인이 되면서 특정 포장재에 집중되고 있지만, 1회용 소비재와 위생용품도 대상이 된다.

유럽국가들이 환경오염 유발에 큰 영향을 미치는 국가는 아니지만, 유럽 플라스틱산업계는 적절한 수거시스템 확립, 플라스틱 제품의 지속적 재사용, 폐기물 재활용 등 해결책 모색에 노력을 기울이고 있다. 정부 규제를 비롯한 다양한 노력을 기울인 결과, 유럽 28개 EU 회원국 및 스위스, 노르웨이에서 플라스틱 재활용률은 꾸준히 상승하고 있다.

2016년 기준 해당 국가들의 평균 재활용률은 73%로, 2011년보다 14%, 2004년보다 30%가 상승했다. 매립을 금지한 나라의 재활용률이 특히 높다. 스위스, 오스트리아, 네덜란드, 독일, 스웨덴, 룩셈부르크, 덴마크, 벨기에, 노르웨이, 핀란드 등의 재활용률은 96%를 넘는 반면, 여전히 30% 이하인 나라도 5개국이나 있다.

2016년 유럽에서는 에너지 회수가 플라스틱 폐기물 재활용의 가장 중요한 방법이고(42%), 물질 재활용(31%)이 뒤를 이었으며, 나머지 27%가 매립장을 향했다. 10년 전만 해도 소각 28%, 재활용 19%, 매립이 무려 53%나 됐다. 포장재 재활용 현황을 보면, 모든 유럽국가들이 현재 20%가 넘는 비율을 보이고 있고, 이 중 절반은 65% 이상, 10개국은 90% 이상을 기록하고 있으며, 일부는 사실상 99%를 초과했다. 2016년에는 최초로 재활용률(41%)이 열회수율(39%)보다 높았다. 매립율은 사상 최저인 20%까지 떨어졌다. 이러한 성과에도 불구하고, 유럽은 일회용 소비재의 금지를 추진하고 있다.

  

K 전시회 개최국 독일, 여러 기술 분야에서 리더 지위

독일, 스위스, 오스트리아의 플라스틱과 고무산업은 글로벌 경쟁 하에서도 자신의 입지를 굳건히 지키고 있다. 이들은 수십년 동안 플라스틱과 고무산업의 가치사슬 전반에 걸쳐 기술적 리더 역할을 수행해왔다. 유럽에서 가장 큰 단일시장인 독일은 K 전시회의 개최국이기도 하다.

핵심시장과 관련된 주요 수치를 들여다보면 많은 것을 짐작할 수 있다. 2017년에 독일 플라스틱과 고무산업의 총 매출액은 1100억 유로였다. 플라스틱과 고무산업은 독일 경제의 중심축 중 하나로, 약 48만명을 고용하며, 국내총생산의 6~7%를 차지한다. PlasticsEurope의 통계에 따르면, 독일에서 2017년 한 해에만 1990만톤의 플라스틱이 생산됐다. 플라스틱 제조기업들의 총 매출은 271억 유로에 달했다. 2016년과 2017년에 생산과 판매는 각각 4%와 12%씩 성장했다.

오랫동안 독일, 스위스, 오스트리아의 플라스틱 및 고무기계 제조기업들은 기계제조와 프로세스 엔지니어링분야에서 기술을 선도해왔다. 2017년에 독일 기계제조기업들은 80억 유로 상당의 생산가치를 달성하며 새로운 기록을 세웠다. 2017년에 독일 플라스틱 제조기업들은 634억 유로의 매출을 기록했으며, 총 생산량은 1470만톤이었다. 독일 고무 가공기업들은 157만톤을 생산해 117억 유로의 매출을 달성했다.

세계 각국의 경쟁자들과 함께 독일 기업들은 K 2019를 기대하고 있다. K 2019에서는 플라스틱 및 고무산업을 위한 혁신적이고 지능적인 애플리케이션과 고효율 기계, 최신 공구 및 첨단 금형기술 등 모든 신기술과 혁신제품을 만나볼 수 있기 때문이다.

  

 

 

기술과 트렌드

 

오늘날처럼 플라스틱이 언론의 주목을 받은 시대는 없었다. 세계 각국의 다양한 매체들은 플라스틱의 해양오염 실태를 앞다퉈 보도하고 있다. 그러나 플라스틱이 경제발전, 건강, 안전한 식수공급, 식품, 에너지뿐만 아니라 자동차와 통신에 활용되는 등 오늘날 사회에 얼마나 큰 기여를 하고 있는지에 대해서는 거의 언급하지 않는다.

선진국 및 신흥공업국 중에는 일부 플라스틱 포장재와 일회용품의 생산을 금지하는 나라가 점점 늘어나고 있다. 이러한 조치가 어느 정도 성과를 거두는지에 관계없이 자원을 절감하고, 효율적으로 제품을 만들고, 더 철저하게 폐기물을 수거한 뒤 분리해서 재활용하는 모든 과정이 더 개선돼야 한다는 압박을 받고 있다. 특히 신흥국들은 도시 고형 폐기물을 재활용할 수 있는 중요한 잠재력을 가지고 있다.

유럽 기계가공기업들은 사용 후 폐기물의 수거, 분리, 재활용방법에 매우 광범위한 솔루션을 제시한다. K 2019는 여러 가지 폐기물 중 플라스틱을 사용 가능한 화합물로 변신시키는 다양한 방법을 선보이는 자리가 될 것이다. 또한, K 2019에서 독일기계공업협회 산하의 플라스틱 및 고무 기계가공기업협의회는 자원순환경제체제 속에서 플라스틱이 재활용되는 과정을 중점적으로 소개한다. 이와 함께 세계적으로 수출을 주관하는 독일 기계생산기업협회는 플라스틱의 재활용 가능성에 초점을 맞추고 있다.

독일 뒤셀도르프에서 개최되는 K 전시회만큼 세계 각국에서 모인 플라스틱 및 고무의 원료, 가공기계 기술 및 장비를 광범위하게 한자리에서 선보이는 전시회는 없다. 응용분야의 다양성, 수준, 복합성 등에서도 K 전시회는 타의 추종을 불허한다. 다른 지역의 전시회, 특히 중국에서 열리는 전시회의 방문객 수가 증가하고 있지만, K 전시회는 전 세계의 플라스틱산업 정보에 관한 한 세계 최고의 플랫폼이며, 앞으로도 그럴 것이다. 세계 플라스틱산업의 최신동향을 선보이는 K 2019 전시회는 폴리머 관련기술 발전현황을 가장 광범위하고 가장 깊이 있게 선보일 계획이다.

  

 

인더스트리 4.0이 선보일 새로운 기회

인더스트리 4.0의 디지털 생산지원시스템을 이용해 제조업체들은 스스로 생산데이터를 수집하고 적절히 활용할 수 있다. K 2019를 방문하면 새로운 기회를 열어줄 최신 제품과 혁신 기술을 확인할 수 있다. 올해 전시분야 중에는 생산라인의 스타트업 시간단축, 오퍼레이터 작업지원, 탄력적인 제조 프로세스를 제공하는 컨트롤 모듈 및 앱 등과 더불어 예방정비와 부품 공급을 전문으로 하는 서비스 등이 포함돼 있다.

일부 제조업체들은 라인 가동 중 실시간 데이터를 수집한 뒤 이를 바탕으로 장비와 로봇을 작업조건과 요구사항에 적합하도록 최적화하는 작업을 이미 실행하고 있다. 디지털화가 실현되면 금형기술이 제공하는 옵션 활용, 가공조건에 관해 수집한 정보와 공정 및 온도조절 등이 가능해지므로 부품 설계 및 재료의 물성 결정 등을 더욱 정확하게 할 수 있고, 상호간의 조정도 더욱 정밀해진다.

이러한 과정을 통해 공정이 개선되면서 생산효율을 크게 향상시킬 수 있다. 발전과정에서 기존 생산 기술과 새로운 기술 개발활동 사이의 상호 피드백 과정을 시뮬레이션해보는 작업은 점점 중요해지고 있다. 일반적으로 제조업체들은 기존 생산기술에 IT를 더욱 밀접하게 접목시켜 생산과 공정의 투명성을 높이라는 시장의 요구가 늘고 있다.

인터페이스 기술이 발달함에 따라 사출성형장비와 하이레벨 MES 시스템 및 기타 다운스트림 모듈 사이의 연결이 더욱 긴밀해졌지만, 이는 신형 장비에 국한돼 있다. 향후 수년간은 구형 장비들을 업그레이드하는 작업이 중요한 과제가 될 것이다.

  

지속적으로 증가하는 플라스틱과 고무

대형 공장에서 생산되는 플라스틱 제품 적용분야는 1990년 이래 증가하지 않았다. 플라스틱 생산은 원료 및 제품의 제조와 관련해 최적의 가격조건이 형성되면 크게 변화하지 않는다. 그러므로 원료를 맞춤형 컴파운드로 변경하거나 첨가제를 투입해 추가적 기능성을 부여해 특수 목적에 적합하도록 바꾸는 역량이 폴리머 생산업계에서 핵심적인 경쟁력으로 부상하고 있다. 이에 따라 컴파운딩 기업들은 새로운 기회의 문이 열렸다. 이러한 추세는 컴파운딩 기업들의 현지화 정책과 맞물려 그들의 고객 또는 고객의 시장에 인접한 곳에 생산시설을 건설하는 경우가 많다.

응용분야의 초점은 식품, 식수 및 의약품분야인 경우 승인을 받는 것이다. 또한, 화장품이나 화학물질의 경우 내화학성이 있어야 하며, 전기용품이나 조명의 경우는 지속적으로 상승하는 온도 또는 특정한 최고 온도에 대한 내구성이 요구된다. 가변 열전도성뿐만 아니라 일정한 전기전도성을 요구하는 제품도 있고, 광학적 특성을 갖춰야 하거나 레이저 마킹이 가능한 특성이 필요하기도 하다.

고무산업에서도 비슷한 변화가 감지된다. 엘라스토머 컴파운딩 기업들은 식수 또는 내화성 기준에 부합하기 위해 블렌딩 역량 개발에 상당한 투자를 하고 있다. 내연기관의 고온부와 인접한 고무제품의 경우 지속적인 온도상승과 고온을 견뎌야 하며, 부식성 물질에도 저항력이 있어야 한다.

전기자동차는 에너지 효율이 특히 뛰어나고, 그립력도 탁월하며, 젖은 노면에서도 슬립 저항력과, 롤링 저항력에도 뛰어난 타이어를 필요로 한다. 용도가 다양한 액체 실리콘 고무는 적용범위를 크게 넓혀가고 있다. 광학분야, 실런트, 가스켓, 의료분야 등 산업에 사용되던 액체 실리콘 고무는 독특한 물성으로 인해 가정용품 및 특수 포장재로 널리 쓰이면서 평균 이상의 성장률을 유지하고 있다.

  

 

영원한 과제인 자원, 비용효율성에 탄력적 대응

유한한 자원을 책임감 있게 사용하고 소비를 억제하는 것은 사회적 요구일 뿐만 아니라 경제성 있는 사업 운영에도 필요하다. 여기에는 플라스틱을 비롯한 원료 절감이 포함된다. 실제로 생산에 들어가기 전 모든 원료, 생산조건, 사양 등을 검토해 제품을 설계하는 것은 효율적 생산의 첫걸음이다.

에너지 효율성이 높은 플라스틱 기계의 개발은 급속히 발전하고 있다. 그러나 사출성형기, 프레스, 압출기 및 블로우몰딩기 등 대형 기계를 가동하는 일부 제조업체들은 자원 절감을 위해 새로운 가능성을 계속 찾아내고 있다. 이들은 모든 공정에서 에너지 소비를 최소화하기 위해 물리법칙의 한계에 대해 연구하고 있다.

플라스틱 생산시설을 비용효율적으로 운영하려면 에너지 투입율을 약간 낮추는 것보다 재료의 효율성과 시스템 가동비율을 높이는 편이 더 중요하다. 이러한 이유로 금형 교체시간을 줄이는 솔루션이 인기를 끌고 있다. 즉, 신속한 마운팅, 신속한 교체, 현재 마운팅된 금형을 자동으로 인식하는 어댑터 및 관련장비가 중요하다는 뜻이다. 이러한 추가기능을 이용해 전체적인 가동률을 끌어올리면서 생산을 더욱 탄력적으로 진행할 수 있다. 이는 사출성형에 관한 플라스틱과 고무 모두에 적용된다.

최근 고무 가공기계기업들은 장비를 더욱 다양화하고 자동화 비율을 높이는 한편, 생산공정을 더욱 투명하게 하고있다. 무결점 생산은 소중한 원료를 낭비하고 싶지 않은 플라스틱 가공기업들의 목표다. 여기에는 많은 요소가 작용한다. 압출의 경우 에지 트림이 0이 되며, 플라스틱 필름, 시트, 프로파일 등의 제품의 두께가 자동으로 최적화되고, 고무 씰 소요를 최소화할 수 있다는 의미이기도 하다.

이뿐만 아니라 가공업체들은 타겟제품 생산과정을 최적화하는 전략을 구사하고, 여기서 활용되는 것은 디지털 툴, 생산 사이클 단축 시뮬레이션, 라인 가동 중 현 시점의 운전 관련데이터를 분석해 불량 발생을 차단하는 기능 등이다.

사출성형공정이 결함을 조기에 알려주는 구조로 돼 있다면 품질기준을 라인 가동 중 적용해 다양한 결함 제거전략을 구사할 수 있다. 완제품이 생산된 다음에야 결함을 파악할 수 있는 시스템이라면 카메라 등 광학적 시스템을 이용해 제품의 품질을 추적하면 된다. 적절한 IT 시스템에 기반한 자동측정 및 분석전략은 더욱 통합적인 품질 보장의 길을 열어줄 것이다.

  

K의 하이라이트인 경량화 기술

경량화와 관련해 수십년에 걸친 연구와 실제 적용이 진행돼 왔지만, 경량화 기술은 수송수단의 연료 및 전력 절감에 있어 여전히 중요한 과제다. 플라스틱 기계가공기업, 플라스틱 및 보강재 제조기업, 연구소 등은 모두 자동차, 항공기 및 기타 산업에서 경량 부품을 대량 생산하는 신기술 개발에 노력을 기울이고 있다.

반응 사출성형 및 재래식 사출성형가공에서 기업들은 다양한 기술을 무작위적으로 상호 결합해 경량 부품의 대량생산에 적합한 생산방식을 모색하고 있다. 경량화 및 파이버를 투입하는 공정에 특화된 전시회는 세계적으로 많이 있지만, 플라스틱 매트릭스에 파이버를 보강해 경량 부품을 신속하고 신뢰할 만한 공정으로 생산하는 방법을 이토록 다양하게 선보이는 전시회는 K 전시회뿐이다.

금속-플라스틱 하이브리드 및 다양한 플라스틱-파이버 결합제품이 이번 K 2019년에도 전시될 예정이다. 열가소성 및 열경화성 플라스틱, 바이오 및 폴리우레탄 매트릭스를 유리섬유, 탄소섬유, 합성섬유 또는 천연섬유와 결합해 다양한 조건과 사양에 부합시킨 제품들이 나오고 있다.

다수의 기업들이 경량 부품생산체인에 종사하고 있고, 여기에는 보강용 파이버, 탄성 보강재부터 다단계 공정에 적합한 기계 및 장비까지 다양한 분야가 속한다. 이러한 제품들은 매트릭스의 난연성, 파이버와 매트릭스의 견고한 결합, 향상된 물성 및 더욱 개선된 흐름 특성 등 끊임없이 변화하는 업계의 요구에 부응해야 한다.

  

 

기존 생산방식과 접목된 적층 제조

신속한 생산, 저렴한 장비비용, 향상된 공정제어 등 적층 제조공정도 크게 개선됐다. 적층 제조기술이 프로토타입 생산에만 쓰이던 시절은 지났다. 오늘날 이 기술은 표준 폴리머 대량생산에 쓰인다. 열가소성 플라스틱이나 포토폴리머로 프린트된 부품은 소비자들뿐만 아니라 산업계에서도 환영받고 있다. 금형을 사용하지 않고 소량 다품종 플라스틱 생산이 가능하기 때문이다.

적층 제조는 기존의 대량생산방식과 더욱 긴밀히 접목되고 있다. 3D 프린터로 제조된 부품이 사출성형, 압출성형, 블로우성형, 열성형공정에 사용되고 있다. ‘프린트된’ 기능성 제품은 이미 그리퍼를 비롯한 자동화 핸들링 장비에 적용되고 있다. 자동화된 부품 핸들링에 이어 협력로봇의 투입으로 공정이 더욱 탄력적으로 변함과 동시에 오퍼레이터를 해방하는 효과로 생산이 더욱 증대됐다.

  

가전제품과 산업용 기계의 유사점

최근 수년간 정보기술은 다양한 가능성을 창출해내면서 이를 앞세워 플라스틱 가공기계의 제어시스템 속으로 진입했다. 스마트폰, 게임 콘솔, 자동차 계기판 등 터치스크린이나 터치식 컨트롤 패널이 과거의 키나 버튼, 스위치를 대체했다. 이러한 인간-기계 인터페이스는 모든 사람에게 친숙한 스마트폰이나 아이패드, 태블릿의 운영체계를 플라스틱 기계와 접목했다. 이렇게 되자 플라스틱 가공은 무궁한 잠재력을 가진 신성장산업이 됐고, 이런 컨트롤에 능숙한 사람들에게 취업기회를 제공하고 있다.

플라스틱 가공기계기업들은 이러한 개념을 도입했을 뿐만 아니라 이를 이용해 제조지원시스템을 지속적으로 메인시스템에 통합하고 있다. 지원시스템을 가동해 숙련된 관리자들은 가동상태에 대한 상세정보 및 부대정보를 확보해 공정을 최적화할 수 있고, 미숙련 근로자들은 사출성형기 가동기술을 체계적으로 익히기 시작했다. 특히 후자의 경우는 다수의 미숙련 근로자를 고용한 가공기업에게 큰 도움이 될 것이다.

첨단 플라스틱 가공기계의 컨트롤시스템은 폴리머 제품의 탁월한 기능성 없이는 오늘날의 통합된 공정 제어가 불가능함을 생생히 보여주는 사례다. 컨트롤 스크린에 사용되는 고성능 터치 필름은 센서, 전자장비 등 플라스틱 가공이 고도로 통합된 공정의 산물이다.

우리가 일상에서 쓰는 디지털 하이테크 제품은 첨단기술과 첨단재료가 어우러지지 않으면 탄생할 수 없었다. 이러한 이유로 K 2019는 자원을 절약하고, 신제품을 생산하는 효율적 공정을 전시할 뿐만 아니라, 플라스틱이 널리 쓰임에 따라 발생하는 환경적 문제에 대한 해결책도 볼 수 있다.

 

  

  

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