[김종국 박사]

? 고화소 디지털 카메라용 유리 렌즈 성형용 금형 코팅 기술 국산화
? 유리 성형 공정의 핵심 기술인 금형 코팅 기술의 개발로 국내 독자적인 생산 기술 확보
? 비구면 유리 렌즈의 대일 무역 역조 극복을 위한 초석 마련


□ 디지털 카메라에 적용하는 비구면(比球面) 유리 렌즈를 성형하기 위한 금형에 적용되는 첨단 코팅
기술이 국내 기술진에 의해 최초로 개발됨.

□ 한국기계연구원 부설 재료연구소(소장직무대행 김병기)의 김종국 박사팀은 비구면 유리렌즈를 성형
하기 위한 금형에 적용하는 이형성 박막 코팅기술을 개발하여 비구면 유리렌즈 성형공정의 생산성
을 대폭 향상시킴.

※ 이형성 박막 코팅기술: 유리렌즈 성형시 금형표면에 유리 융착을 줄이기 위해 플라즈마를 이용하여
금형표면에 이리듐과 같은 귀금속이나 다이아몬드상 카본 박막을 증착하는 첨단 코팅 공정 기술임.

□ 연구팀은 2002년부터 연구를 통해 높은 온도와 압력에서 유리렌즈를 성형할 때 금형의 표면이 유리
소재로부터 발생되는 유해가스에 의한 부식과 유리와의 융착, 마모 등의 손상을 입지 않도록 금형
표면에 코팅하는 기술을 개발하였음.

□ 금형 수명 향상을 위한 이형성 박막 코팅 기술은 제4의 물질인 플라즈마를 적용한 첨단 공법으로
이온빔 보조 마그네트론 스퍼터링법을 활용한 이리듐 합금 박막 또는 자장여과아크 증착법을 이용
한 다이아몬드상 카본 박막을 코팅하는 기술임.

□ 개발된 이형성 코팅 기술을 국내의 비구면 유리렌즈 생산 업체에서 시험한 결과, 기존보다 수명이
최고 수백 배 이상 증가함을 확인할 수 있었고, 현재 경남 창원에 위치한 S사에 이 기술을 적용하여
양산 중에 있음.

□ 디지털 카메라가 소형화 되고 해상도가 높아짐에 따라 렌즈 모듈 또한 크기 는 작아지고 사진품질은
보다 향상되어야 함. 카메라 렌즈 모듈은 단일 초점을 갖는 구면렌즈에 비해 다중 초점을 가지는 비구
면 렌즈가 렌즈의 고유특성인 구면수차를 감소시켜 사진 품질을 대폭 향상시킬 수 있으며, 렌즈의 개
수도 구면렌즈만으로 구성되어있을 때 보다 줄일 수 있어 카메라 모듈의 소형화가 가능함.

□ 카메라용 비구면 유리 렌즈는 유리를 기계적인 가공(연삭)에 의해 제조하거나, 고온으로 가열하여 반
용융 또는 용융 상태로 만든 후 유리 몰딩 프레스(Glass Molding Press : GMP)법을 이용하여 제조할
수 있으며, 비구면 유리렌즈의 형상을 그대로 모사한 금형을 사용하여 반용융 상태의 유리를 GMP로
정밀 성형하는 것이 대량생산에 매우 유리함. 하지만 GMP공정에서는 높은 온도와 압력에서 유리소
재를 두 금형사이에 놓고 성형하여야 하기 때문에, 금형표면은 성형 시 유리 소재로부터 발생되는 유
해가스에 의한 부식 및 유리와의 융착, 마모 등의 다양한 손상을 입어 수명을 다하게 됨. 일반적으로
금형의 사용수명은 생산성과 직결되기 때문에 금형의 수명 향상은 비구면 유리렌즈 제조에 있어서
핵심 기술이라 할 수 있음.

□ 연구책임자인 김종국 박사는 "전적으로 해외에 의존하던 유리렌즈 성형용 금형의 코팅기술을 자체개
발 함으로써 국내 산업의 대외 경쟁력을 크게 향상시켰다."면서, "유리의 정밀 성형과 관련된 유사분
야에 폭넓은 적용을 위한 연구개발을 지속적으로 추진할 것" 이라고 말함.

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문의: 재료연구소 표면기술연구부 김종국 박사 055-280-3565, 017-341-6489