포스텍, 나노코리아와 협업 하이브리드·가솔린차 핵심부품 MIM용 분말·피드스탁 개발…누적 매출 147억·연 150억 수출 목표

한국피아이엠이 포항공과대학교(포스텍), 나노코리아와 함께 하이브리드 차량 터보차저 등에 쓰이는 1,000℃ 사용 가능 내열강 분말을 개발하고 본격 사업화에 나섰다고 밝혔다.

금속분말 사출성형(MIM) 전문기업 한국피아이엠은 19일 대구 엑스코에서 열린 ‘철강산업재도약 기술개발사업 성과교류회’에서 ‘가스분사법에 의한 MIM용 1,000℃ 사용 가능 내열강 분말 및 피드스탁(Feedstock) 개발’ 과제 성과를 공개했다. 터보차저 등 자동차 부품에 쓰일 내열강 분말과 원료, 성형·소결 공정을 한 번에 국산 기술로 구현한 것이다.

이번 과제는 2021년 연구개발을 시작해 정부 출연금 41억 원, 민간부담금을 포함해 총 51억 원 규모로 추진됐다. 한국피아이엠 박순용 부장은 “당시 매출의 90%가 자동차 부품, 그중 75%가 디젤차용 부품일 정도로 편중돼 있었다”며 “디젤차 환경규제와 내연기관 퇴출 논의 속에서 ‘우리 캐시파워를 좀 확보해야겠다는 절실함’으로 가솔린·하이브리드용 내열강 소재 개발에 나섰다”고 설명했다.

하이브리드 엔진 출력을 높여주는 내연기관 부품인 터보차저 주변은 최대 1,000℃ 안팎까지 올라가, 쇳덩어리라도 버티기 어려운 혹독한 환경이다. 지금까지는 이런 부품에 들어가는 특수 내열강 분말을 해외에 의존해 왔다.

먼저 포스텍은 열역학 계산을 바탕으로 1,000℃ 이상에서도 강도와 내산화성이 유지되는 신합금을 설계했다. 기존 상용 소재보다 고온 강도와 수명이 크게 개선된 것으로 나타났으며, 내열강 설계 관련 특허 6건과 논문 5편을 확보하는 등 기술 저변을 넓혔다.

나노코리아는 이 합금을 실제 공장에서 쓸 수 있는 미세 금속분말로 만드는 역할을 맡았다. 금속을 녹여 고압 가스로 분사하는 가스분사 공정을 통해 10마이크로미터(㎛)급 구형 내열강 분말을 한 번에 500㎏ 규모로 생산하는 데 성공했다. 국내 최초로 스테인리스 분말을 상업 생산해 온 경험을 바탕으로, 향후 3D프린팅·용사코팅용 분말 시장으로의 확장도 노리고 있다.

한국피아이엠은 개발된 분말로 흐름성이 좋은 피드스탁과 내열강 MIM 공정을 완성해 터보차저용 S-베인, 하이브리드차(HEV) 부품 등을 현재 양산·판매 중이다. 관련 매출은 2022년 6억 원에서 2025년 55억 원(예정)까지 늘어 누적 147억 원 규모를 기록했다고 밝혔다.

회사는 이번 기술을 기반으로 터보차저, 듀얼클러치변속기(DCT), 현대자동차와의 협업을 포함한 미래 자동차 정밀부품 등으로 적용 범위를 넓혀 연간 150억 원 이상 수출을 목표로 하고 있다.

글로벌 터보차저 시장은 2023년 약 170억 달러에서 2033년 250억 달러 수준으로 성장할 것으로 전망된다. 박순용 부장은 “수입 내열강 분말을 대체하는 데 그치지 않고 고기능 금속분말과 MIM 기술을 묶은 ‘플랫폼’을 확보했다”라며 “향후 자동차뿐 아니라 에너지 설비와 3D프린팅 등 고온·고성능이 필요한 산업 전반으로 사업을 넓혀갈 것”이라고 말했다.