다품종·소량 생산설비 범용화 정착

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다품종·소량 생산설비 범용화 정착

세계 섬유기계올림픽 ITMA 2003이 보여준 것은 혁신적인 새로운 제품의 등장보다는 기존 시스템의 개선에 주력하는 꾸준한 진보현상이다. 특히 마이크로프로세서 기반의 자동화 시스템 및 인공지능의 이용, 환경친화 및 에너지 절감, 품질 및 생산성 향상 등과 관련한 다양한 기술들이 전 공정에 걸쳐 복합적으로 운용되는 등 다품종 소량생산을 위한 설비의 범용화 정착이다.

전 세계 섬유인들의 관심속에 치러진 이번 전시회는 유럽의 간판 섬유기계 메이커인 Ritter, Sussen, Saurer Group 등의 출품 포기와 함께일본과 중국 섬유기계메이커들은 2003년 12월 10일 개최되는 상해전시회를 겨냥해 출품업체 감소를 나타냈다. 특히 인도와 파키스탄, 터키 등에서 참관단이 대거 몰려 이들 국가의 섬유생산설비 확충의지가 눈에 띄게 나타나 우리나라와 대조를 보였다.

국내 섬유기계산업은 2010년 25억 달러 규모의 수출로 세계 5위권 진입이 낙관시 되면서 침체된 섬유산업의 새로운 돌파구로 떠오르고 있다. 2002년 우리나라 섬유기계 수출은 봉제기계 포함 8억2000만 달러 규모로 세계 7위수준을 마크했다. 우리나라 섬유기계 산업의 앞날이 밝다는 전망은 섬유생산 기지가 한국에서 중국 및 베트남 등지로 이전되면서 고가의 일본 및 유럽산 섬유기계보다 한국산 기종을 선호하는 추세를 보이고 있기 때문이다. 특히 국내 IT산업과 접목된 섬유기계 산업의 발전이 두드러져 한국산 섬유기계 주문이 지속 확대될 것이라는 분석도 나오고 있다. ITMA 2003 전시회에서도 아시아 시장의 중요성은 특히 강조됐으며 참가업체 및 관람객 분석에서도 두드러지게 나타나는 현상이다.

세계 5위의 섬유생산국 이면서도 외산 기계선호에 따른 섬유기계수입 4위의 멍에 탈피는 수입기계에 의존하던 과거의 성장위주의 정책에서 벗어나 재도약을 위한 경쟁력 확보가 과제가 되고있다. 이를 위해 원천설계기술의 축적과 수출주도 상품으로 전략화하고 세계시장의 흐름과 소비자 위주의 능동적인 마케팅전략 및 국산섬유기계에 대한 인식 전환이 필요하다. 또 세계시장의 기술동향 파악과 동시에 향후 선진국들과 경쟁할 수 있는 기술개발을 추진하기 위해 업체, 정부, 하계 및 연구소 등의 역량을 효율적으로 집결시켜 나가는게 중요한 과제가 되고있다.

ITMA 2003은 내용면에서 꾸준히 진보하고 있으나 그 내면에는 혁신적인 새로운 제품의 등장보다는 기존 시스템의 개선에 주력하는 양상을 보이고 있다. 또한 설비가 점차 범용화 양상과 함께 극세섬유기반의 복합사, fancy yarn 및 specialty yarn용 설비가 정착되면서 자동화 시스템 채용을 병행해 보편화되고 있다. 특히 향후 산업용 섬유의 발전전망이 유력시됨에 따라 부직포분야 설비의 독립전시관이 마련돼 선진 유럽국가들에 의한 전략적 마케팅 홍보가 이루어졌다. 또한 기술우위를 누리면서 세계시장을 주동하던 유럽섬유기계 선진국들이 치열한 가격경쟁력 극복을 위해 원가절감에 주력하는 등 세계시장에서의 경쟁은 더욱 가열되고 있다.

국내 섬유기계업체들도 사상유례없는 경기침체에도 불구, 국제 시장에서의 마케팅의 다각화와 수출시장 활성화를 위한 몸부림이 그 어느때보다 강하게 분출시켰다. 총 1448㎡의 전시장에 섬유기계설비 및 관련부대 홍보물을 전시했다. 세계적인 염색가공업체로 도약하고 있는 일성기계공업(주)와 한국 봉제산업의 간판기업인 썬스타특수정밀, 국내 면방적 투포원 연사기의 선두주자인 이화공업(주), 환편기 전문업체인 금용기계(주)의 전시장에 방문객이 줄을 이었다. 특히 이번 전시회에서 금용기계는 KPJS-Ⅲ를 중심으로 한 다섯 기종의 환편기를 전시해 방문객들의 관심을 집중시켰다. 그 외 삼일산업, 대흥정밀공업(주), 원창, 석전산업, 풍광기계, 선우섬유자동화, 제림엔지니어링, 퓨먼텍스, 태일시스템, 중앙섬유기계, 세라트랙, 쌍용기계 등 19개 업체가 참가해 열정적인 홍보와 마케팅을 전개했다.

ITMA 2003에 선보인 기종들의 특징은 혁신적인 신기종보다 다품종 소량생산시스템이 주류를 이룬 가운데 직기와 편직기, 염색 및 후가공기 부문에서 괄목할만한 변화추세가 뚜렷하게 나타났다. 또한 공정별로 개별적인 자동화 개념에서 마이크로프로세서 기반의 통합 자동화 개념으로의 변화를 추구하며 동시에 하나의 기계로 여려 제품 생산이 가능하도록 다기능성을 강조했다.

특히 합섬제직과 염색가공, 편성 모두 극세사 소재의 복합사 부문이 주류를 이루었고 고속화에 중점을 둔 생산성 향상보다 다품종 소량생산을 위한 설비의 다기능화와 함께 직기의 광폭화와 산업용섬유 생산설비쪽으로 급진전 된 것으로 나타났다. 우선 제직은 워터젯트 기종이 사실상 출품되지 않은 가운데 전반적으로 에어젯트 직기와 레피어직기가 주류를 이루었고 모두 RPM이 기존 기준보다 100~200정도 높아졌다. 또 에어젯트와 레피어 모두 광폭화가 더욱 확대되는 제직 흐름을 확실히 제시했고, 일반 의류용 섬유보다 산자용 용도의 직기가 활발하게 개발돼 눈길을 끌었다. 또 편성기는 개폭기가 크게 개선되고 자카드 시스템이 많이 출품됐으며 한국의 금용기계가 선보인 자카드 편성기가 크게 호평을 받기도 했다.

염가공기는 환경친화적이고 에너지절감을 위한 방식으로 개선되고 있다. 대표적으로 기존의 고온건조방식에서 환경친화적인 저온건조방식으로 변환을 들 수 있다. 특히 후가공기 쪽에 신기종이 쏟아져 나와 각축을 벌였고, 극세사 소재 후가공 비중이 눈에 띄게 확대됐다. 다만 잉크젯날염기는 2년전까지 시간당 인쇄면적 30㎡가 고작이었으나 이번에는 100㎡ 한계를 넘은데 이어 심지어 가장 빠른 기종은 150㎡에 달하는 놀라운 생산속도를 선봬 눈길을 끌었다.

사가공기

생산성 향상과 함께 시장에서의 기계경쟁력을 염두에 둔 원가 절감형 제품의 주류를 형성했다. 특히 Heberlein社에서 출품된 Air texting core A-series와 T-series는 비용절감을 위해 동일한 성능을 유지한채 기존 제품대비 20% 가량의 비용을 절감한 제품으로 주목받았다. 방적기

설비의 자동화를 이루면서 실시간 시스템 제어를 위한 소프투웨어가 원료 입고부터 제품 출하까지 모듈별로 개발되는 등 공정간 분석을 통한 효율을 향상시키는 방향으로 개발이 진행됐다. 또 ITMA 99에 소개되었던 Compact spinning 방식도 보편적으로 채택되고 있다. 지난 2001년 ITMA Asia에서 Compact Spinning과 경쟁하기 위해 처음 소개된 일본 Muratec社의 Vortex air-spinning system도 불안정했던 요소들이 제거되면서 다양한 분야에 적용되고 있다. 소면기의 경우 기존의 실린더와 도퍼의 상대위치를 조절함으로써 web cleaning module을 채택할 수 있도록 설비가 개발돼 다양한 원료를 이용함과 동시에 제품의 차별화를 가능케 했다. 제직준비기

극세사 기반의 복합사, fancy yarn 및 specialty yarn 등의 응용이 보편화 되면서 권사기, 연사기, 가호기 등의 장력 및 사장관리를 위한 모니터링 시스템의 자동화로 이어졌다. 특히 중국의 추격에 따른 시장 경쟁력 강화를 위한 원가절감이 중요한 변수로 대두된 가운데 이번 전시회에서는 기존제품의 성능향상과 비용절감을 위한 개선이 대표적인 경향이다. 제직기

제직의 고속화를 위해 탄소섬유를 이용한 경량 복합소재 종광틀이 개발돼 도비기의 1000rpm 가동이 무난해졌고 기존 알루미늄 재질의 고속화와 동시에 대폭 제직의 한계를 극복시켰다. 또한 경량화 및 수직 강도의 강화로 중앙 스테이가 없어야 되는 제직기에 응용도 가능케 됐다. 최근 개발된 전자자카드의 모듈화 개념은 경사를 한본 씩 개별 actuator를 사용해 조정할 수 있기 때문에 개구각과 개구를 개별적으로 또는 그룹단위로 제한없이 형성할 수 있어 직물의 종류에 따라 경사를 구분하여 개구를 쉽게 형성할 수 있다. 경사 본수는 최대 2만본까지 설정할 수 있으며, 구성부품수의 대폭적인 감소, 설비의 진동 억제, 경사의 굵기와 본수에 영향을 받지 않는 자카드의 속도 등을 강점으로 들 수 있다.

직기분야의 고속화는 다소 주춤했으나 광폭화 및 산업용 섬유로의 응용이 빠르게 진행되고 있으며, IT 기반의 기계 개발이 대세를 이루고 있다. 동시에 기구의 단순화 및 에너지 절약을 위한 노력도 꾸준히 유지되고 있다. 최근 나노 직물에 대한 관심이 증가하면서 관련 기종의 개발이 활발히 일어나고 있으며, 직폭 5.5m의 제직을 500rpm 대에서 운전이 가능한 광폭 직기도 개발되고 있다. 반면 ITMA 99에서 소개된 다상직기가 미국 및 유럽 생산현장에서 150여대정도 가동될 정도로 상용화 됐으나 아직 제직 밀도에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 한편 제직시 실시간 직물검사가 가능한 시스템의 개발로 직기에 부착 공정 단축도 가능하게 됐다. 편성기

캐주얼웨어 및 산업용 섬유의 증가로 선침 방법의 전자화를 통한 디자인 변경의 용이, 자카드 시스템의 지속적인 개선 등 IT 기반의 설비 개발이 가속화 됐다. 횡편분야의 무봉제 시스템 및 고밀도 제품생산을 위한 44게이지용 환편기의 개발이 정착되고 있으며, 개폭기의 장착도 일반화 되고 있다. 최근 산업용섬유의 관심이 증폭되면서 경편기 개발이 진일보하고 있으며 guide/needle position 제어 시스템 개선을 통한 생산성 증대 및 구조설계 개선을 통해 저진동·저소음화가 실현되는 등 운전자 조작이 용이하도록 지속적인 노력이 경주되고 있다. 특히 Liva社에서는 트리코트 편기에 steel needle bar 대신에 hi-tech needle bar(carbon fiber bar)를 채용함으로써 3500rpm을 실현하였고, 또한 열에 대한 소재의 팽창 및 축소의 문제도 해결했다. 염색·가공기

염색·가공기의 주 개발 동향은 환경친화형, 에너지 절약형 및 IT 기반의 자동화 개발로 요약된다. 공정의 특성상 다양한 원단(교직물, 편물, 의류용, 비의류용) 처리가 가능한 범용기계가 개발되고 있고, 처리되는 원단의 품질 저하를 방지하기 위해 단일 기계 뿐만 아니라 연속공정을 위한 공정간 제어시스템 개발에 역점을 두고 있다.

다품종 소량생산에 맞는 다양한 제품의 처리를 위해 각 기계의 공정조건을 디지털화하여 미세 조정도 가능하게 됐다. 나아가 setting 조건의 저장 능력을 가지는 controller의 사용이 보편화되고, 장력조절이 전 공저에서 가능할 뿐만 아니라 조절 방식도 완전 자동화를 추구하고 있다. 또한 환경 친화적 system의 추구로 염색 시 염액, 수세 시 용수, 가공 시 열 등의 순환 시스템 장착이 보편화되고 있다. 최근 저온건조시스템의 개발은 에너지 절약에 크게 기여할 전망이다. 특히 IT 접목을 가장 발빠르게 시도하고 있는 Ink-jet Printer의 성장은 괄목할 만 하다. 기존의 안료, 반응성 염료 및 현장용 분산 염료까지 안정적으로 사용하면서 최근 상용화의 한계로 여겼던 시간당 인쇄면적 100㎡를 훌쩍 뛰어 넘은 150㎡까지 가능한 제품이 소개됐다. 이와함께 소재 및 관련 Database의 개발도 빠른속도로 이루어지고 있으며 ink-jet 날염 시대를 목전에 두고 있다. 봉제·자수·CAD/CAM

봉제·자수기 분야는 두드러진 경향을 나타내지는 않았으나 수틀의 전후좌우 운동을 Linear motor를 사용하여 정밀구동을 구현시키는 등 의류 제조의 total solution화를 위한 노력이 진행중이다. 또한 CAD/CAM 분야에서는 직물, 편성, 날염, 의류용 CAD/CAM system이 각각 hardware 개발과 연동돼 기능이 다양해졌다. software의 upgrade가 지속적으로 이루어지면서 생산관리 system과 연계된 통합관리 system으로 개발이 진행되고 있으며, 쌍방향 data communication에 의한 management infomation system 및 3D simulation의 구현, On-line상에서의 design data 판매 등도 현실화됐다. 부직포

산업용 섬유에 대한 수요가 급증함에 따라 설비의 초고속화, 고기능화, IT기반의 공정간 통합제어가 가속화되고 있다. 통합제어가 가속화되고 있다. 웹 생산을 위한 Carding기가 작업폭 5.1m에 분당 400m의 생산속도를 나타냈고 웹 성형을 위한 dnpqprofiling 설비도 CD 방향의 두께 조절을 거의 자유롭게 할 수 있을 정도로 10단계 이상 세분화가 가능해졌다. 웹성형 속도 증가에 따라 니들 펀칭기도 "Hyperpunch Type"의 상·하 2중 바늘판 구조가 개봘돼 생산성을 향상시켰다. 스펀레이스 설비도 600bar의 압렵에 분당 300m의 생산속도까지 개발되었고 부직포용 스펀본드 설비가 5m 작업 폭에 분당 600m의 생산속도가 가능한 설비도 최근 개발됐다.