“무풍에어컨은 직경 1㎜ 수준의 마이크로 홀을 13만5,000개나 갖고 있어 눈으로는 품질을 완벽하게 검사하는 것이 매우 어렵습니다. 하지만 ‘3D 스캔 기법’을 새롭게 적용해 홀 막힘이나 이물 침투 등을 확인할 수 있게 됐습니다.”(이계복 삼성전자 생활가전사업부 에어컨제조그룹장)
18일 찾은 삼성전자 광주 사업장은 밀려드는 에어컨 주문 수요를 맞추기 위해 사람과 기계가 한 몸이 된 것처럼 매우 분주하게 움직이는 모습이었다. 자재 운반과 부품 제조는 무인 자동화 시스템이, 완성품 조립은 숙련된 작업자가 맡으면서 시너지를 극대화할 수 있는 ‘스마트 팩토리’의 면모를 갖추고 있었다. 1989년 설립된 광주사업장은 약 70만㎡ 부지·3개 캠퍼스에서 총 3,500여명이 근무하는 삼성전자 가전제품의 글로벌 생산기지로, 2020년 전 공정 자동화 구현을 목표로 정보통신기술(ICT)·사물인터넷(IoT) 등 최첨단 기술을 도입 중이다. 삼성전자의 전략 가전인 무풍 에어컨, 셰프컬렉션 냉장고, 애드워시 세탁기 등이 이 곳에서 생산된다.
특히 눈에 띈 것은 지난해 1월 출시 후 소비자에게 폭발적 인기를 끌고 있는 무풍 에어컨의 탄생 과정이었다. 무풍에어컨의 핵심 원리는 마이크로홀을 통해 냉기를 미세한 입자 형태로 균일하게 뿌려주는 것인데, 이를 위한 부품 제조 및 하자 검사에는 삼성전자만의 최첨단 기술이 적용됐다.
우선 금속을 가공해 ‘거푸집’ 등을 만드는 정밀금형개발센터에서 직경이 1mm밖에 되지 않는 13만5,000개의 마이크로 홀을 만드는 작업이 이뤄졌다. 오차범위가 머리카락 두께의 20분의 1인 0.005mm를 유지할 수 있도록 초정밀 가공 기술을 적용, 수 백개의 펀치가 얇은 금속판에 13만5,000개의 미세한 구멍을 만들어냈다. 최성욱 삼성전자 생활가전사업부 중대형금형그룹 개발수석은 “수 천개의 구멍을 한꺼번에 뚫을 경우 금속판 자체가 뭉개지기 때문에 최소 1분당 200번을 왕복하는 초고속 타공 기계로 부위를 나눠 찍어낸다”며 “냉장고 문을 보면 평소엔 보이지 않다가 문을 열면 온도와 시계 등이 보이는 미세 구멍 역시 이와 비슷한 원리로 만들어 낸다”고 설명했다.
이처럼 정밀하게 만들어진 마이크로 홀은 인간의 눈으로 불량 여부를 찾기 어려운 만큼 3D 스캔을 거친다. 고해상도 카메라를 이용해 초고속으로 제품의 외관 상태를 촬영한 후 3차원 이미지를 판독해 합격 여부를 판정하는 과정이다. 3D 스캔을 통해 마이크로 홀 뿐만 아니라 에어컨 외관의 미세한 스크래치부터 이물, 색깔 차이 등까지 완벽하게 잡아낸다.
이 같은 부품을 사람이 최종 조립하는 과정에서도 삼성전자의 제조 혁신 노하우가 활용된다. 삼성전자는 사람이 한 줄로 서서 작업하던 기존 컨베이어벨트 방식을 탈피, 1명의 전문가가 부스 같은 각자의 독립 공간을 확보하고 해당 공정을 책임지는 ‘모듈 생산 시스템’을 도입했다. 컨베이어벨트 방식은 어느 한 곳에서 문제가 발생할 경우 전체 작업이 중단되지만, 모듈 생산 시스템에서는 부스별로 문제를 해결하게 된다. 불량이나 하자가 있더라도 그게 어떤 제품의 어느 부분, 어떤 공정인지, 누가 작업을 했는지 등을 정확하게 알 수 있다. 이계복 에어컨제조그룹장은 “모듈 생산 시스템 도입을 위해 새로운 장비가 필요했고 라인을 완전히 조정하는 등 많은 투자가 이뤄졌다”며 “이 같은 방식으로 에어컨 생산량은 기존 대비 25% 향상됐고, 불량률은 50% 개선할 수 있었다”고 말했다.
/신희철기자 hcshin@sedaily.com
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