폴더블폰 불량 부품도 생산 단계에서 검사할 수 있다

[아이뉴스24 최상국 기자] 자유자재로 접거나 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이를 적용한 제품들이 늘어나고 있으나 자유곡면 형태 부품들의 불량으로 인한 소비자 피해도 잦아지고 있다.

폴더블폰, 스마트안경, VR 기기 등에 사용하는 광부품들은 어느 방향에서도 비대칭인 ‘자유곡면’의 특징을 가지고 있어 제품 생산단계에서의 철저한 검사가 필요하다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박상열) 첨단측정장비연구소 김영식 책임연구원은 플렉서블 디스플레이, 자동차 외관, 차세대 2차전지 초박판 등 첨단부품의 표면 변화와 결함을 이미지 한 장 만으로 검사 가능한 자유곡면 실시간 3차원 측정기술을 개발했다.

복잡한 곡면의 부품 형상을 생산 공정에서 즉시 검사할 수 있는 측정기술로서 측정 대상의 형태와 크기에 구애받지 않으며 구성이 간단해 실제 산업현장의 생산 라인에 바로 적용할 수 있다.

자유곡면은 어디서 봐도 비대칭적인 표면을 의미한다. 생활 속 수많은 제품들이 자유곡면을 만나 초소형, 초경량화는 물론 디자인 관점에서도 미적 요소를 추구하는 형태로 진화하고 있다.

항공기, 우주선, 자동차 외관과 같은 큰 규모의 부품에서 많이 사용되던 자유곡면은 가공기술이 발전하면서 점차 디스플레이나 반도체와 같은 초정밀 부품까지 적용 영역을 확장시켰다.

하지만 그만큼 흠집이나 파손과 같은 결함 문제 또한 잦아졌는데, 기존의 측정기술로는 결함을 파악하기가 매우 어려웠다. 단순한 구조의 표면에만 적용이 가능한데다 자유곡면이 요구하는 수준인 나노미터 이하까지 측정할 수 없었기 때문이다. 또한 측정시간이 오래 걸려 실시간으로 발생하는 다양한 결함에 즉각적인 대처가 어려웠다.

이번 기술의 핵심은 최적화된 복합 격자무늬 패턴을 측정 대상에 쬔 다음, 얻어지는 한 장의 이미지를 독자적인 알고리즘으로 분석하는 데 있다. 복합 격자무늬 패턴을 제품의 표면에 쬐면 흠집이나 손상 등의 표면 결함이 두드러져 검출이 용이해진다.

김영식 책임연구원은 “실제 생산 공정 어디서든 쉽게 적용할 수 있도록 측정기술의 완성도를 높여 자동화 및 모듈화했다”며 “다양한 최첨단 산업 분야의 핵심 검사 장비 기술로 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

이 기술은 정액기술료 1억1천만원에 매출액 2%를 경상기술료로 지급받는 조건으로 광계측 장비 및 모듈 전문기업인 ㈜넥센서에 기술이전됐다.

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