[FOCUS] 제조업 기반산업 ‘금형’ 한계를 넘어라 한국형 금형산업 구축 시급한 과제로 떠올라 한국의 금형생산은 연평균 11.4%의 증가세를 유지하고 있다. 2011년도 생산규모는 10인 이상 기업기준으로 7조원에 이른 것으로 집계됐으며, 2012년 생산규모는 7조 5,000억 원에 육박한 것으로 추정된다. 특히 한국 금형산업의 특징은 내수시장의 금형수요를 충족할 뿐 아니라 총 금형생산액의 35.5%를 일본, 중국을 비롯한 세계 120여 개 국에 수출하는 수출 집약형 고부가가치 산업으로서 수출 비중도 점진적으로 증가하고 있다.금형은 제조업의 기반산업으로서 기술축적이 중요하며, 주문형 다품종 소량생산의 특징을 갖고 있는 대표적인 산업으로 인식돼 왔다. 그러나 융복합화의 확산과 글로벌 경기침체 및 친환경적 요소의 중요성이 강조되면서 금형산업의 패러다임도 변화하고 있다. 금형산업의 신패러다임은 기술 창조, IT 등 산업융합, 친환경 및 인간중심의 제조 등을 요구하고 있다.국내 금형산업은 경쟁력을 구축한 여타 산업에 비해 상대적으로 불량률이 높고, 낮은 신뢰성과 동작특성의 한계로 인해 글로벌 경쟁력 확보에 어려움이 있는 실정이지만 이를 극복하기 위해 디지털기반 요소부품 및 공정기술 최적화, 금형산업 전반에 대한 전사적 디지털화, 공정 단순화/생략화 및 고특성 일체형 제품생산기술이 필요하다는 주장이 제기됐다.산업연구원은 금형산업의 가치사슬 변화와 창조화 전략이라는 보고서를 통해 품목별 금형생산은 2011년도 기준 플라스틱금형이 43.0%, 프레스금형 31.6%, 다이캐스팅금형 1.7% 등의 비중을 보이고 있으며, 주력 품목인 플라스틱금형과 프레스금형이 우리나라 금형생산의 74.6%를 차지하고 있다고 발표했다.2011년도 금형생산은 2010년도보다 평균 6.5% 증가했으나, 품목별로 전년도와 비교하면, 플라스틱금형이 15.9%, 프레스금형 8.5% 증가했으며, 다이캐스팅금형과 기타금형, 금형부품 등은 감소한 것으로 나타났다고 밝혔다.금형(Die & mould)은 재료의 소성(Plasticity), 전연성(Malleability, Ductility), 유동성(Fluidity) 등의 성질을 이용해 재료를 가공성형, 제품을 생산하는 도구로 ‘틀’ 또는 ‘형’(型)이라 통칭하고 있다. 기술적 의미에서 금형이란 동일규격의 제품을 대량으로 생산하기 위해 금속재료를 사용해 만들어진 모체가 되는 틀을 말한다.한국표준산업분류에서는 ‘주형 및 금형제조업’을, 용도상으로는 프레스금형, 플라스틱금형, 다이캐스팅금형, 주조금형, 단조금형, 고무금형, 분말야금금형, 유리금형, 요업금형 등으로, 성형방법상으로는 전단가공금형, 벤딩가공금형, 드로잉금형, 성형가공금형, 압축가공금형, 사출성형금형, 압축성형금형, 이송성형금형, 압출성형금형, 블로성형금형, 진공성형금형, 압공성형금형, 발포성형금형 등으로 분류하고 있다.용도는 우리가 사용하는 전기·전자 제품을 비롯해 자동차·철도·선박·항공기 등의 수송기계, 반도체·통신기기, 산업기계, 정밀기계, 광학기기, 농업·건축용 기기·완구 등을 제조하는데 필수적으로 이용되는 만큼 그 용도는 광범위하고 다양하다 할 수 있다. 여기에 프레스, 다이캐스팅 머신, 사출성형기 등의 성형기에 부착돼 각종 재료를 동일 형상으로 반복 성형하는 것이 주요 기능이며, 금형의 사용법은 성형가공 기술에 따라 현저하게 달라지기도 한다.금형을 이용해 각종 공산품을 대량생산함으로써 얻는데 있어서 무엇보다 ▲생산제품, 부품의 치수 정밀도가 높고 ▲제품규격이 동일해 호환성과 쉬운 조립생산 ▲제품생산 시 금형을 이용하면 숙련기술 없이도 제품 생산 가능 ▲제품의 외관이 깨끗하고 미려함 ▲신제품 개발 또는 모델의 변경 용이 ▲제품 생산시간 단축 ▲다른 생산 방법보다 종업원 수를 줄일 수 있어 인건비 절약 ▲두께가 얇은 제품의 생산이 가능하고 무게 감소 ▲기존 생산시설이나 공장면적 축소 ▲제품을 만들기 위한 재료 절감 ▲제품 품질을 균일화와 표준화 ▲제품에 따라 조립, 용접 등 2차 가공 생략 ▲제품 표면이 깨끗해 도금, 페인팅을 생략 ▲제품 생산원가를 줄일 수 있다는데 있다.금형 생산 · 개발방식 개선돼야금형은 제품의 대량생산을 위한 도구생산이 주류를 이루고 있어 기술개발 및 투자의 방향도 적정한 규모에서 최대의 이윤을 추구 할 수 있는 규모의 경제적 이점을 살릴 수 있는 방향으로 집중되는 양상을 보이고 있다.이에 따라 금형의 설계기술, 수명연장기술 등에 관한 연구개발이 활발히 이루어지고 있으나, 날로 다양해지는 수요자들의 요구에 따라 제품의 형상, 색깔, 기능, 크기 등이 다양해지면서 이러한 요구를 충족시키기 위한 방편으로 규모의 경제가 조금씩 약해지고 있는 경향이 있다고 이 보고서는 경고했다.또한 금형산업은 고객의 다양한 욕구만족을 위해 변종·변량형 생산방식으로 전환되고 있지만 규모의 경제는 여전히 강하고 단지 모델 교체의 주기가 짧아지게 되는데, 이러한 환경에 대처하기 위해서는 금형의 생산방식이나 개발방식이 개선돼야 할 것이라고 제안했다. 짧은 시간에 최대의 효과를 얻을 수 있는 금형기술의 축적과 개발이 절대적으로 필요하다고 언급했다.금형의 가공방식 또한 예전의 범용공작기계에 의한 방식에서 제품의 정밀도가 높아짐에 따라 고가의 전용공작기계를 사용하게 되면서 금형 자체만으로는 수지를 맞출 수 없게 되자 제품생산까지 겸하고 있는 실정이다.향후에는 금형제작과 금형에 의한 제품생산이 한 곳에서 이루어지는 범위의 경제로 나아갈 것으로 전망되고 있다.금형은 기술이나 기능을 어느 정도 보유한 사람이면 누구나 소자본과 단순설비만으로 창업이 가능하기 때문에 대부분 전형적인 중소기업 형태를 띠고 있으며, 영세규모의 기업형태이기 때문에 낮은 보수, 열악한 근무환경으로 인해 이직률이 높고 기술축적도 어렵다는 한계에 봉착하기도 한다.특히 금형의 수요업체는 대량생산이 필요한 대기업이 주를 이루고, 공급업체는 주로 중소기업으로 돼 있어 공급업체간 과다경쟁이 유발, 이로 인한 금형가격의 인하경쟁으로 경영여건은 악화되고 있다.대부분의 금형업체들은 종업원 20인 이하의 영세업체로서 담보력 부족으로 기업자금 확보가 어렵고, 대기업에 비해 근무조건, 급료, 복지후생시설 등이 전반적으로 미흡하기 때문에 고급인력 확보가 용이하지 못한 편이다.아울러 수요업체와 대등한 관계가 아닌 상황에서 기술을 공급, 지도받으면서 금형을 납품하는 형태이므로 저가격 및 단납기 요구 등 종속적일 수밖에 없는 속성을 보이기도 한다.이론보다는 기술인력 현장경험 형태 축적금형기술과 같은 생산기반 기술은 예로부터 이론보다는 기술 인력의 현장경험에 의해 전수돼 오다가 공작기계와 컴퓨터의 발달로 인해 기술자료가 체계화되면서 소프트웨어 형태로 축적, 전수되는 양상으로 전개되고 있다.금형의 정밀도가 일반급인 프레스금형이나 플라스틱금형의 경우에는 국내 기술 수준이 선진국과 동등할 정도의 수준에 달하고 있으나, 이들 기술에 의한 부가가치는 점차 줄어들게 되고, 특히 중국, 동남아시아 등 인건비가 저렴한 국가들의 가격 경쟁력에 의한 추격으로 향후에는 사양기술이 불가피 해 고부가가치의 핵심부품 개발을 위해서라도 고정밀급의 금형기술이 필요하다는 지적이다.금형은 이론과 현장기술이 복합된 현장지향형의 복합기술이며, 공산품의 80% 이상은 금형에 의해 만들어지므로 제품의 품질 및 생산성 향상을 추구하기 위해서는 바로 이러한 고부가가치의 금형기술 개발을 위한 기술, 인력, 장비 등 종합적인 시스템 구축이 절실히 요구되고 있다.금형은 특정한 제품을 생산할 수 있도록 설계, 제작된 것이기 때문에 다른 제품 생산에 유연성 있게 사용할 수 있는 것이 아니라 수요자의 요구에 따라 형태가 다양한 단품수주 생산방식을 취하고 있기 때문이다.향후 제품의 다양화에 의한 이러한 생산방식은 새로운 개념의 금형기술을 습득할 수밖에 없으므로 고도의 정밀도와 숙련도를 필요로 하는 현장지향형의 기술·기능 복합 산업이라 할 수 있다.창조경제시대, 자동차산업 ‘주목’창조경제시대에 전통 제조산업의 고부가가치화는 전·후방 모든 산업분야의 핵심과제가 되고 있으며 금형 육성의 필요성은 더욱 증가할 것으로 예상된다.대량 생산되는 모든 제품의 품질과 성능을 좌우할 뿐만 아니라 완제품의 가격결정에도 직접적인 영향을 미치기도 한다.현재 우리나라 주력 수출품목인 자동차, 휴대폰의 경우 국내에서 자체 금형개발이나 금형제작이 어려울 경우 전적으로 수입에 의존할 수밖에 없으므로 신제품 개발은 물론 내수 및 수출시 가격경쟁력 확보나 신제품 정보유지 등에서 큰 어려움을 야기 할 수 있는 만큼 금형산업 중요성이 배가 되고 있다.창조경제 시대의 대표적인 복합 산업으로는 자동차산업을 주목해할 필요가 있다고 전문가들은 강조한다.자동차산업의 경우 IT를 융합한 자율주행 및 자동제어, 인공지능, 로봇공학 등 첨단기술의 융합이 가속화되고 있으며 무선통신망, 스마트그리드, 빅데이터 기술과의 융합을 통해 운전자 편의를 향상시키는 새로운 분야로의 광의적 사업영역 확대가 점쳐지고 있다.자동차 제조과정에 IT를 도입해 생산성 향상 및 고객서비스 제고로 경쟁력을 강화하고, R&D와 생산부문에서는 3D 시뮬레이션 설계, 3D 프린팅 기술, 글로벌 실시간 품질관리 등이 추진되고 있기도 하다.IT, 전기, 화학 등 이종산업에 속한 중소 및 중견 부품업체와의 협력이 더욱 확대될 전망이며, 부품생산을 위한 복합 금형기술 분야에 대한 전문기업의 기술 확보도 더욱 가속화될 것으로 보인다.금형의 신수요는 성형 원재료 및 공정에 따라 고생산성 임계성형 플라스틱 금형, 초정밀 Netshape 프레스 금형 및 차세대 특수복합금형 등을 들 수 있다.고생산성 임계성형 플라스틱 금형의 경우, 열가소성수지(Thermoplasticresin)를 사용해 주력산업제품군의 미세 형상 부품, 기능성 부품, 대면적 외관 부품, 복잡형상 내장부품, 경량화 부품 등을 대량으로 요구하는 분야에 활용될 수 있다.초정밀 Net Shape 프레스 금형의 경우, 메탈 및 기타 소재로부터 벤딩, 피어싱, 블랭킹 등의 공정을 적용해 성형 한계 공차 극복을 요구하는 주력산업제품군 분야 역시 활용 가능하다.차세대 특수 복합 금형의 경우는 상기 플라스틱 및 프레스 금형 분야 외에 적용되는 제반 금형과 이를 복합화한 금형으로 메탈파우더 레진 적용, 메탈과 플라스틱의 일체성형, 조립품의 금형 내성형, 초고생산성 향상, 디자인 성능향상을 요구하는 부품 제조용 금형으로 분류될 수 있다.복합금형은 플라스틱 및 프레스 금형분야에 적용되는 제반 금형을 복합화한 금형을 이르는 것으로 그 중에서 생산성 및 에너지 효율을 증대시킬 수 있는 고생산성, 고효율, 고에너지 절감형 금형인 프리폼 탠덤(Tandem) 금형이 대표적이다.프리폼 탠덤 금형은 금형을 구성하는 금형 소재와 플라스틱 소재를 절감하기 위한 하트러너, 제품 취출 로봇, 제품 성형 유틸리티가 포함된 개념이다.예를 들어 페트 관련 포장용기의 세계시장규모(미국과 유럽)는 매년 약 5% 정도의 성장 추세를 보이고 있으며, 2012년 약 1억2천600만 톤이 소비된 것으로 추정되고 있다.따라서 프리폼 탠덤 금형개발시 프리폼 성형시간, 하트러너 기술 및 에너지 소모량 저감을 위한 설계기술에 중점을 두고 있으며, 시간당 생산 능력을 극대화하기 위한 멀티 캐비티 금형을 적용하고 있다.금형 시장 애로 해법 찾아라국가기반산업의 근간을 이루는 금형분야는 국가주력제품군의 고부가가치화를 위한 수단으로 신 시장창출을 위한 미세화, 정밀화 및 생산성과 신뢰성 향상을 위한 복합화 추세로 진행되고 있다.기존 주력분야인 플라스틱 금형, 프레스 금형 등과 비교해 복합 금형의 시장성 및 성장성을 평가해 보면, 시장성 및 성장성 모두 기존 주력분야인 플라스틱 금형 및 프레스 금형보다 양호한 것으로 평가받고 있다.금형산업은 고전적 제조업에서 유일하게 남은 히든 기술 중 하나로 그 중요성이 강조돼 정부차원에서 법제화, 지자체에서의 센터 유치 및 삼성, LG와 같은 대기업의 첨단화 집적화 작업이 진행되고 있다.기술 집약도가 높은 분야일수록 대기업 중심의 제품개발이 이루어지고 있는데 이는 우리나라 중소기업의 연구개발 능력 한계에 주로 기인한다.금형은 산업특성상 소자본과 단순 생산설비만으로 창업이 가능하기 때문에 대부분 전형적인 중소기업형태를 보이고 있다.국내 금형업체는 100인 미만인 업체 비율이 97% 이상이고, 50인 미만이 95% 이상, 10인 미만이 80%에 달한다.최근 금형업종(플라스틱 금형, 프레스 금형)은 중소기업 적합업종 중 신규 대기업의 시장진출을 막는 ‘사업 확장 및 진입자제’ 품목으로 선정되기도 했다.대기업은 금형사업을 현재보다 확장할 수 없고 자사 금형 개발 이외에 판매 등은 금지됐으나, 글로벌 시장에서 경쟁이 더욱 치열해지는 가운데 자사 제품의 품질경쟁력 향상, 핵심기술 보완 및 개발 필요성이 잠재하고 있는 상태다.하지만 자동차, 모바일, 휴대폰, 반도체, 가전 등 국가주력산업과 직접적 연관이 있는 금형산업의 거대 다양성으로 인해 여전히 중소기업 틈새시장이 존재하며, 대·중소 상생협력을 통한 국가 차원의 금형기술개발이 진행될 경우 글로벌 경쟁력을 갖는 견실한 국가 뿌리제조기반을 이룰 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.금형업체가 인력수급에 어려움을 겪는 이유는 여러 가지가 있지만 중소기업의 인력난과 실업난이 상충되는 가운데 금형업체들은 36.3%가 중소기업 근무기피 때문인 것으로 응답한 것으로 조사됐다. 이어서 해당 직무에 적합한 인력 부재(27.4%), 지역적 여건(16.7%), 임금조건 불일치(12.5%), 작업환경 열악(4.8%) 등으로 답했다.금형업체들이 인력구인에 있어서 통상적으로 인식하고 있는 임금조건 이외에 사회적인 인식에 편승한 중소기업 근무기피도 금형인력 수급에 직접적인 영향을 미치고 있는 만큼 금형업계에 대한 선입견을 개선하기 위한 국가주도의 프로젝트 추진도 필요하다는 여론이 고조되고 있다.금형인력난을 해소하기 위한 방법으로는 생산설비의 자동화 추진이 전체의 36.2%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 이어서 재직자의 다기능화 추진이 26.3%, 외주 임가공 확대추진 19.7%, 외국인근로자활용확대”9.9%등으로 집계됐다.국내 금형산업의 지속적인 경쟁력 유지를 위해서는 생산설비의 자동화를 위한 정책자금의 계획적인 지원과 금형인력의 다기능화 및 기술전문화를 위한 재교육훈련 환경의 조성 및 확대가 필요한 시점이다.국가적 차원에서 국제 표준화 개정 및 신규제정을 위한 글로벌회의 등에 적극 참여하고, 개별기업의 노하우성 기술에 대한 표준화를 위한 지원이 시급하다는 지적이다. 글로벌 주력 산업인 디스플레이, 반도체 등 전기/전자 산업의 정밀 금형분야에 강점이 있는 국내 금형산업 분야에 전략적으로 글로벌 기술표준화 주도를 위한 노력 강화, 전략적인 금형분야의 표준화 정책이 필요하며, 이를 수행할 수 있는 금형공정 및 생산기법 등 표준화 전문가 인력 양성과 개별 기업에 대한 전문 인력지원 역시 병행돼야 할 것으로 보인다.저가 중국 금형업체 등과의 국제경쟁이 치열해지는 가운데 지적재산권 보호·투명한 거래환경 구축 등에의 필요성도 높아지고 있다. 기업의 내부 경쟁력 향상은 지적재산권 보호강화, 공정거래 지원 등의 제도적 뒷받침에 의해 더 속도를 낼 수 있을 것으로 예상된다.세계 5위 금형생산 국가로 성장했으나, 중국 등의 급성장으로 인해 기술 및 단가 경쟁력에 대한 제고와 금형 기술수준 제고를 통한 제조업의 경쟁력 향상은 물론 대기업과 중소기업의 동반성장 지향도 필요한 대목이다.고부가가치, 고생산성 특수금형기술을 바탕으로 금형 선진국과의 기술 격차를 단축하고 한국형 금형산업을 이룩하는 것이 시급한 과제로 떠오르고 있다.정부 2020 미래비전 제시정부는 최근 재료기술, 설계기술, 가공기술, 성형기술, 측정기술, 공정설계기술 등이 IT산업과 접목돼 복합적으로 적용되는 형태로 전환되고 있는데 이런 추세에 맞추어 금형산업의 창조화 및 미래 전략을 마련했다.자동차, 이동통신, 디스플레이, 반도체 등 수요산업군의 발달에 따라 고가 금형 및 고정밀 복합금형 등의 성장세를 유도한다는 전략이다.아울러 금형가공 기준 확립, 초고속 밀링가공 기술, 초정밀 고속 방전가공기술의 발전을 통해 단납기 금형기술 체계화와 설계협업과 병행해 제작에 있어서 금형의 IT융합화 시대를 조기 구축할 방침이다.금형설계 협업 추진 및 제품 설계기술과 연계해 Rapid Tooling 금형제작 기술, 쾌속 3차원 금형가공기술, 금형의 초정밀 측정 및 검사 기술 등을 병행 개발하는데 주력한다는 계획을 구상하고 있다.금형설계 및 가공 기술, 신소재, 성형과 측정 기술, 그리고 공정 설계 기술 등이 IT 산업과 접목된 융합 기술로 전환되면서 금형의 고품질, 고속가공, 고정밀화가 세계적인 추세다.세계 금형시장은 금형설계의 노하우를 바탕으로 종류별 설계 기준이 적용된 전용 시스템을 구축하고 있으며 정밀금형과 다공정 복합 금형설계 기술 등 특수금형 개발이 활발하게 이뤄지고 있다. 소재 부품에서 중간가공을 거쳐 완제품에 이르기까지 특수금형 산업은 부품소재 업체와 이들을 가공해 열처리 및 표면처리 하는 중간가공 업체, 그리고 이를 활용하는 업체 등으로 대부분분업체제로 구성돼 있다.특수금형 산업의 특성은 특정 제품의 대량생산을 가능하게 하는 필수 산업이며, 이와 같이 수요 업체의 요구에 따라 제작되는 수주 생산 방식으로 고정밀도와 숙련도가 요구되는 복합 엔지니어링 산업이다.전문화 및 분업화가 조화를 이루는 대표적인 산업으로 독자적인 산업군으로써의 발전뿐만 아니라 전·후방 산업을 연계시키는 데도 중요한 역할을 예상해 볼 수 있다.미국, 일본, 독일 등 금형선진국들은 산업기반 강화를 위해 국가주도로 연구센터, 연구개발 사업추진, 차세대 신기술 개발주도, 기반기술 분야의 표준화·규격화를 통해 기반기술로써 위치를 공고히 구축하고 있다.금형산업은 IT산업, 자동차 등 기간산업의 발전에 따라 수요가 커지는 기반산업으로 초정밀 고부가가치 금형을 중심으로 기술 개발이 이루어져 세계시장 규모가 지속적으로 커지고 교역도 늘어나고 있는 추세여서 각국은 세계시장의 선점을 위해 자국에 유리한 국제표준이 제정되도록 노력하고 있다.정부는 산·학·연 컨소시엄을 통한 금형 인력 양성에도 주력키로 했다.지역별 특화 금형산업에 대한 맞춤형 현장기술교육 프로그램 및 시스템 구축, 신기술에 대한 재교육 프로그램 운영 등을 통한 지속적인 지원이 필요하고 개별기업의 개발 기술 및 제품에 대한 국가적인 지적재산권 보호 프로그램의 지원 및 수요기업의 불공정거래에 대한 지속적인 단속도 필요하다고 판단하고 있다.중소기업 개발 기술 및 제품을 보호하고, 수요기업에의 안정적 납품을 보장할 수 있는 기술개발 지원 프로그램 마련과 금형기업의 생산현장 작업환경 개선을 위한 정책적 지원체계 구축, 다양한 환경개선을 위한 제도적 지원을 통해 대외적으로 금형 산업의 인식 제고도 함께 이뤄질 것으로 전망된다.정부는 또 선진 금형기술 보유국의 원천기술 및 첨단기술에 대한 분석 및 수준을 파악해 상호 협력 강화를 위한 제도를 마련할 방침이다.

[FOCUS] 제조업 기반산업 ‘금형’ 한계를 넘어라

한국형 금형산업 구축 시급한 과제로 떠올라

기사입력 2014-06-30 01:02:42

[산업일보]
한국의 금형생산은 연평균 11.4%의 증가세를 유지하고 있다. 2011년도 생산규모는 10인 이상 기업기준으로 7조원에 이른 것으로 집계됐으며, 2012년 생산규모는 7조 5,000억 원에 육박한 것으로 추정된다. 특히 한국 금형산업의 특징은 내수시장의 금형수요를 충족할 뿐 아니라 총 금형생산액의 35.5%를 일본, 중국을 비롯한 세계 120여 개 국에 수출하는 수출 집약형 고부가가치 산업으로서 수출 비중도 점진적으로 증가하고 있다.

금형은 제조업의 기반산업으로서 기술축적이 중요하며, 주문형 다품종 소량생산의 특징을 갖고 있는 대표적인 산업으로 인식돼 왔다. 그러나 융복합화의 확산과 글로벌 경기침체 및 친환경적 요소의 중요성이 강조되면서 금형산업의 패러다임도 변화하고 있다. 금형산업의 신패러다임은 기술 창조, IT 등 산업융합, 친환경 및 인간중심의 제조 등을 요구하고 있다.
국내 금형산업은 경쟁력을 구축한 여타 산업에 비해 상대적으로 불량률이 높고, 낮은 신뢰성과 동작특성의 한계로 인해 글로벌 경쟁력 확보에 어려움이 있는 실정이지만 이를 극복하기 위해 디지털기반 요소부품 및 공정기술 최적화, 금형산업 전반에 대한 전사적 디지털화, 공정 단순화/생략화 및 고특성 일체형 제품생산기술이 필요하다는 주장이 제기됐다.
산업연구원은 금형산업의 가치사슬 변화와 창조화 전략이라는 보고서를 통해 품목별 금형생산은 2011년도 기준 플라스틱금형이 43.0%, 프레스금형 31.6%, 다이캐스팅금형 1.7% 등의 비중을 보이고 있으며, 주력 품목인 플라스틱금형과 프레스금형이 우리나라 금형생산의 74.6%를 차지하고 있다고 발표했다.
2011년도 금형생산은 2010년도보다 평균 6.5% 증가했으나, 품목별로 전년도와 비교하면, 플라스틱금형이 15.9%, 프레스금형 8.5% 증가했으며, 다이캐스팅금형과 기타금형, 금형부품 등은 감소한 것으로 나타났다고 밝혔다.

금형(Die & mould)은 재료의 소성(Plasticity), 전연성(Malleability, Ductility), 유동성(Fluidity) 등의 성질을 이용해 재료를 가공성형, 제품을 생산하는 도구로 ‘틀’ 또는 ‘형’(型)이라 통칭하고 있다. 기술적 의미에서 금형이란 동일규격의 제품을 대량으로 생산하기 위해 금속재료를 사용해 만들어진 모체가 되는 틀을 말한다.
한국표준산업분류에서는 ‘주형 및 금형제조업’을, 용도상으로는 프레스금형, 플라스틱금형, 다이캐스팅금형, 주조금형, 단조금형, 고무금형, 분말야금금형, 유리금형, 요업금형 등으로, 성형방법상으로는 전단가공금형, 벤딩가공금형, 드로잉금형, 성형가공금형, 압축가공금형, 사출성형금형, 압축성형금형, 이송성형금형, 압출성형금형, 블로성형금형, 진공성형금형, 압공성형금형, 발포성형금형 등으로 분류하고 있다.
용도는 우리가 사용하는 전기·전자 제품을 비롯해 자동차·철도·선박·항공기 등의 수송기계, 반도체·통신기기, 산업기계, 정밀기계, 광학기기, 농업·건축용 기기·완구 등을 제조하는데 필수적으로 이용되는 만큼 그 용도는 광범위하고 다양하다 할 수 있다. 여기에 프레스, 다이캐스팅 머신, 사출성형기 등의 성형기에 부착돼 각종 재료를 동일 형상으로 반복 성형하는 것이 주요 기능이며, 금형의 사용법은 성형가공 기술에 따라 현저하게 달라지기도 한다.
금형을 이용해 각종 공산품을 대량생산함으로써 얻는데 있어서 무엇보다 ▲생산제품, 부품의 치수 정밀도가 높고 ▲제품규격이 동일해 호환성과 쉬운 조립생산 ▲제품생산 시 금형을 이용하면 숙련기술 없이도 제품 생산 가능 ▲제품의 외관이 깨끗하고 미려함 ▲신제품 개발 또는 모델의 변경 용이 ▲제품 생산시간 단축 ▲다른 생산 방법보다 종업원 수를 줄일 수 있어 인건비 절약 ▲두께가 얇은 제품의 생산이 가능하고 무게 감소 ▲기존 생산시설이나 공장면적 축소 ▲제품을 만들기 위한 재료 절감 ▲제품 품질을 균일화와 표준화 ▲제품에 따라 조립, 용접 등 2차 가공 생략 ▲제품 표면이 깨끗해 도금, 페인팅을 생략 ▲제품 생산원가를 줄일 수 있다는데 있다.

금형 생산 · 개발방식 개선돼야
금형은 제품의 대량생산을 위한 도구생산이 주류를 이루고 있어 기술개발 및 투자의 방향도 적정한 규모에서 최대의 이윤을 추구 할 수 있는 규모의 경제적 이점을 살릴 수 있는 방향으로 집중되는 양상을 보이고 있다.
이에 따라 금형의 설계기술, 수명연장기술 등에 관한 연구개발이 활발히 이루어지고 있으나, 날로 다양해지는 수요자들의 요구에 따라 제품의 형상, 색깔, 기능, 크기 등이 다양해지면서 이러한 요구를 충족시키기 위한 방편으로 규모의 경제가 조금씩 약해지고 있는 경향이 있다고 이 보고서는 경고했다.
또한 금형산업은 고객의 다양한 욕구만족을 위해 변종·변량형 생산방식으로 전환되고 있지만 규모의 경제는 여전히 강하고 단지 모델 교체의 주기가 짧아지게 되는데, 이러한 환경에 대처하기 위해서는 금형의 생산방식이나 개발방식이 개선돼야 할 것이라고 제안했다. 짧은 시간에 최대의 효과를 얻을 수 있는 금형기술의 축적과 개발이 절대적으로 필요하다고 언급했다.
금형의 가공방식 또한 예전의 범용공작기계에 의한 방식에서 제품의 정밀도가 높아짐에 따라 고가의 전용공작기계를 사용하게 되면서 금형 자체만으로는 수지를 맞출 수 없게 되자 제품생산까지 겸하고 있는 실정이다.
향후에는 금형제작과 금형에 의한 제품생산이 한 곳에서 이루어지는 범위의 경제로 나아갈 것으로 전망되고 있다.
금형은 기술이나 기능을 어느 정도 보유한 사람이면 누구나 소자본과 단순설비만으로 창업이 가능하기 때문에 대부분 전형적인 중소기업 형태를 띠고 있으며, 영세규모의 기업형태이기 때문에 낮은 보수, 열악한 근무환경으로 인해 이직률이 높고 기술축적도 어렵다는 한계에 봉착하기도 한다.
특히 금형의 수요업체는 대량생산이 필요한 대기업이 주를 이루고, 공급업체는 주로 중소기업으로 돼 있어 공급업체간 과다경쟁이 유발, 이로 인한 금형가격의 인하경쟁으로 경영여건은 악화되고 있다.
대부분의 금형업체들은 종업원 20인 이하의 영세업체로서 담보력 부족으로 기업자금 확보가 어렵고, 대기업에 비해 근무조건, 급료, 복지후생시설 등이 전반적으로 미흡하기 때문에 고급인력 확보가 용이하지 못한 편이다.
아울러 수요업체와 대등한 관계가 아닌 상황에서 기술을 공급, 지도받으면서 금형을 납품하는 형태이므로 저가격 및 단납기 요구 등 종속적일 수밖에 없는 속성을 보이기도 한다.

이론보다는 기술인력 현장경험 형태 축적
금형기술과 같은 생산기반 기술은 예로부터 이론보다는 기술 인력의 현장경험에 의해 전수돼 오다가 공작기계와 컴퓨터의 발달로 인해 기술자료가 체계화되면서 소프트웨어 형태로 축적, 전수되는 양상으로 전개되고 있다.
금형의 정밀도가 일반급인 프레스금형이나 플라스틱금형의 경우에는 국내 기술 수준이 선진국과 동등할 정도의 수준에 달하고 있으나, 이들 기술에 의한 부가가치는 점차 줄어들게 되고, 특히 중국, 동남아시아 등 인건비가 저렴한 국가들의 가격 경쟁력에 의한 추격으로 향후에는 사양기술이 불가피 해 고부가가치의 핵심부품 개발을 위해서라도 고정밀급의 금형기술이 필요하다는 지적이다.
금형은 이론과 현장기술이 복합된 현장지향형의 복합기술이며, 공산품의 80% 이상은 금형에 의해 만들어지므로 제품의 품질 및 생산성 향상을 추구하기 위해서는 바로 이러한 고부가가치의 금형기술 개발을 위한 기술, 인력, 장비 등 종합적인 시스템 구축이 절실히 요구되고 있다.
금형은 특정한 제품을 생산할 수 있도록 설계, 제작된 것이기 때문에 다른 제품 생산에 유연성 있게 사용할 수 있는 것이 아니라 수요자의 요구에 따라 형태가 다양한 단품수주 생산방식을 취하고 있기 때문이다.
향후 제품의 다양화에 의한 이러한 생산방식은 새로운 개념의 금형기술을 습득할 수밖에 없으므로 고도의 정밀도와 숙련도를 필요로 하는 현장지향형의 기술·기능 복합 산업이라 할 수 있다.

창조경제시대, 자동차산업 ‘주목’
창조경제시대에 전통 제조산업의 고부가가치화는 전·후방 모든 산업분야의 핵심과제가 되고 있으며 금형 육성의 필요성은 더욱 증가할 것으로 예상된다.
대량 생산되는 모든 제품의 품질과 성능을 좌우할 뿐만 아니라 완제품의 가격결정에도 직접적인 영향을 미치기도 한다.
현재 우리나라 주력 수출품목인 자동차, 휴대폰의 경우 국내에서 자체 금형개발이나 금형제작이 어려울 경우 전적으로 수입에 의존할 수밖에 없으므로 신제품 개발은 물론 내수 및 수출시 가격경쟁력 확보나 신제품 정보유지 등에서 큰 어려움을 야기 할 수 있는 만큼 금형산업 중요성이 배가 되고 있다.
창조경제 시대의 대표적인 복합 산업으로는 자동차산업을 주목해할 필요가 있다고 전문가들은 강조한다.
자동차산업의 경우 IT를 융합한 자율주행 및 자동제어, 인공지능, 로봇공학 등 첨단기술의 융합이 가속화되고 있으며 무선통신망, 스마트그리드, 빅데이터 기술과의 융합을 통해 운전자 편의를 향상시키는 새로운 분야로의 광의적 사업영역 확대가 점쳐지고 있다.
자동차 제조과정에 IT를 도입해 생산성 향상 및 고객서비스 제고로 경쟁력을 강화하고, R&D와 생산부문에서는 3D 시뮬레이션 설계, 3D 프린팅 기술, 글로벌 실시간 품질관리 등이 추진되고 있기도 하다.
IT, 전기, 화학 등 이종산업에 속한 중소 및 중견 부품업체와의 협력이 더욱 확대될 전망이며, 부품생산을 위한 복합 금형기술 분야에 대한 전문기업의 기술 확보도 더욱 가속화될 것으로 보인다.
금형의 신수요는 성형 원재료 및 공정에 따라 고생산성 임계성형 플라스틱 금형, 초정밀 Netshape 프레스 금형 및 차세대 특수복합금형 등을 들 수 있다.
고생산성 임계성형 플라스틱 금형의 경우, 열가소성수지(Thermoplasticresin)를 사용해 주력산업제품군의 미세 형상 부품, 기능성 부품, 대면적 외관 부품, 복잡형상 내장부품, 경량화 부품 등을 대량으로 요구하는 분야에 활용될 수 있다.
초정밀 Net Shape 프레스 금형의 경우, 메탈 및 기타 소재로부터 벤딩, 피어싱, 블랭킹 등의 공정을 적용해 성형 한계 공차 극복을 요구하는 주력산업제품군 분야 역시 활용 가능하다.
차세대 특수 복합 금형의 경우는 상기 플라스틱 및 프레스 금형 분야 외에 적용되는 제반 금형과 이를 복합화한 금형으로 메탈파우더 레진 적용, 메탈과 플라스틱의 일체성형, 조립품의 금형 내성형, 초고생산성 향상, 디자인 성능향상을 요구하는 부품 제조용 금형으로 분류될 수 있다.
복합금형은 플라스틱 및 프레스 금형분야에 적용되는 제반 금형을 복합화한 금형을 이르는 것으로 그 중에서 생산성 및 에너지 효율을 증대시킬 수 있는 고생산성, 고효율, 고에너지 절감형 금형인 프리폼 탠덤(Tandem) 금형이 대표적이다.
프리폼 탠덤 금형은 금형을 구성하는 금형 소재와 플라스틱 소재를 절감하기 위한 하트러너, 제품 취출 로봇, 제품 성형 유틸리티가 포함된 개념이다.
예를 들어 페트 관련 포장용기의 세계시장규모(미국과 유럽)는 매년 약 5% 정도의 성장 추세를 보이고 있으며, 2012년 약 1억2천600만 톤이 소비된 것으로 추정되고 있다.
따라서 프리폼 탠덤 금형개발시 프리폼 성형시간, 하트러너 기술 및 에너지 소모량 저감을 위한 설계기술에 중점을 두고 있으며, 시간당 생산 능력을 극대화하기 위한 멀티 캐비티 금형을 적용하고 있다.

금형 시장 애로 해법 찾아라
국가기반산업의 근간을 이루는 금형분야는 국가주력제품군의 고부가가치화를 위한 수단으로 신 시장창출을 위한 미세화, 정밀화 및 생산성과 신뢰성 향상을 위한 복합화 추세로 진행되고 있다.
기존 주력분야인 플라스틱 금형, 프레스 금형 등과 비교해 복합 금형의 시장성 및 성장성을 평가해 보면, 시장성 및 성장성 모두 기존 주력분야인 플라스틱 금형 및 프레스 금형보다 양호한 것으로 평가받고 있다.
금형산업은 고전적 제조업에서 유일하게 남은 히든 기술 중 하나로 그 중요성이 강조돼 정부차원에서 법제화, 지자체에서의 센터 유치 및 삼성, LG와 같은 대기업의 첨단화 집적화 작업이 진행되고 있다.
기술 집약도가 높은 분야일수록 대기업 중심의 제품개발이 이루어지고 있는데 이는 우리나라 중소기업의 연구개발 능력 한계에 주로 기인한다.
금형은 산업특성상 소자본과 단순 생산설비만으로 창업이 가능하기 때문에 대부분 전형적인 중소기업형태를 보이고 있다.
국내 금형업체는 100인 미만인 업체 비율이 97% 이상이고, 50인 미만이 95% 이상, 10인 미만이 80%에 달한다.
최근 금형업종(플라스틱 금형, 프레스 금형)은 중소기업 적합업종 중 신규 대기업의 시장진출을 막는 ‘사업 확장 및 진입자제’ 품목으로 선정되기도 했다.
대기업은 금형사업을 현재보다 확장할 수 없고 자사 금형 개발 이외에 판매 등은 금지됐으나, 글로벌 시장에서 경쟁이 더욱 치열해지는 가운데 자사 제품의 품질경쟁력 향상, 핵심기술 보완 및 개발 필요성이 잠재하고 있는 상태다.
하지만 자동차, 모바일, 휴대폰, 반도체, 가전 등 국가주력산업과 직접적 연관이 있는 금형산업의 거대 다양성으로 인해 여전히 중소기업 틈새시장이 존재하며, 대·중소 상생협력을 통한 국가 차원의 금형기술개발이 진행될 경우 글로벌 경쟁력을 갖는 견실한 국가 뿌리제조기반을 이룰 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

금형업체가 인력수급에 어려움을 겪는 이유는 여러 가지가 있지만 중소기업의 인력난과 실업난이 상충되는 가운데 금형업체들은 36.3%가 중소기업 근무기피 때문인 것으로 응답한 것으로 조사됐다. 이어서 해당 직무에 적합한 인력 부재(27.4%), 지역적 여건(16.7%), 임금조건 불일치(12.5%), 작업환경 열악(4.8%) 등으로 답했다.
금형업체들이 인력구인에 있어서 통상적으로 인식하고 있는 임금조건 이외에 사회적인 인식에 편승한 중소기업 근무기피
도 금형인력 수급에 직접적인 영향을 미치고 있는 만큼 금형업계에 대한 선입견을 개선하기 위한 국가주도의 프로젝트 추진도 필요하다는 여론이 고조되고 있다.
금형인력난을 해소하기 위한 방법으로는 생산설비의 자동화 추진이 전체의 36.2%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 이어서 재직자의 다기능화 추진이 26.3%, 외주 임가공 확대추진 19.7%, 외국인근로자활용확대”9.9%등으로 집계됐다.
국내 금형산업의 지속적인 경쟁력 유지를 위해서는 생산설비의 자동화를 위한 정책자금의 계획적인 지원과 금형인력의 다기능화 및 기술전문화를 위한 재교육훈련 환경의 조성 및 확대가 필요한 시점이다.
국가적 차원에서 국제 표준화 개정 및 신규제정을 위한 글로벌회의 등에 적극 참여하고, 개별기업의 노하우성 기술에 대한 표준화를 위한 지원이 시급하다는 지적이다. 글로벌 주력 산업인 디스플레이, 반도체 등 전기/전자 산업의 정밀 금형분야에 강점이 있는 국내 금형산업 분야에 전략적으로 글로벌 기술표준화 주도를 위한 노력 강화, 전략적인 금형분야의 표준화 정책이 필요하며, 이를 수행할 수 있는 금형공정 및 생산기법 등 표준화 전문가 인력 양성과 개별 기업에 대한 전문 인력지원 역시 병행돼야 할 것으로 보인다.
저가 중국 금형업체 등과의 국제경쟁이 치열해지는 가운데 지적재산권 보호·투명한 거래환경 구축 등에의 필요성도 높아지고 있다. 기업의 내부 경쟁력 향상은 지적재산권 보호강화, 공정거래 지원 등의 제도적 뒷받침에 의해 더 속도를 낼 수 있을 것으로 예상된다.
세계 5위 금형생산 국가로 성장했으나, 중국 등의 급성장으로 인해 기술 및 단가 경쟁력에 대한 제고와 금형 기술수준 제고를 통한 제조업의 경쟁력 향상은 물론 대기업과 중소기업의 동반성장 지향도 필요한 대목이다.
고부가가치, 고생산성 특수금형기술을 바탕으로 금형 선진국과의 기술 격차를 단축하고 한국형 금형산업을 이룩하는 것이 시급한 과제로 떠오르고 있다.

정부 2020 미래비전 제시
정부는 최근 재료기술, 설계기술, 가공기술, 성형기술, 측정기술, 공정설계기술 등이 IT산업과 접목돼 복합적으로 적용되는 형태로 전환되고 있는데 이런 추세에 맞추어 금형산업의 창조화 및 미래 전략을 마련했다.
자동차, 이동통신, 디스플레이, 반도체 등 수요산업군의 발달에 따라 고가 금형 및 고정밀 복합금형 등의 성장세를 유도한다는 전략이다.
아울러 금형가공 기준 확립, 초고속 밀링가공 기술, 초정밀 고속 방전가공기술의 발전을 통해 단납기 금형기술 체계화와 설계협업과 병행해 제작에 있어서 금형의 IT융합화 시대를 조기 구축할 방침이다.
금형설계 협업 추진 및 제품 설계기술과 연계해 Rapid Tooling 금형제작 기술, 쾌속 3차원 금형가공기술, 금형의 초정밀 측정 및 검사 기술 등을 병행 개발하는데 주력한다는 계획을 구상하고 있다.
금형설계 및 가공 기술, 신소재, 성형과 측정 기술, 그리고 공정 설계 기술 등이 IT 산업과 접목된 융합 기술로 전환되면서 금형의 고품질, 고속가공, 고정밀화가 세계적인 추세다.
세계 금형시장은 금형설계의 노하우를 바탕으로 종류별 설계 기준이 적용된 전용 시스템을 구축하고 있으며 정밀금형과 다공정 복합 금형설계 기술 등 특수금형 개발이 활발하게 이뤄지고 있다.
소재 부품에서 중간가공을 거쳐 완제품에 이르기까지 특수금형 산업은 부품소재 업체와 이들을 가공해 열처리 및 표면처리 하는 중간가공 업체, 그리고 이를 활용하는 업체 등으로 대부분분업체제로 구성돼 있다.
특수금형 산업의 특성은 특정 제품의 대량생산을 가능하게 하는 필수 산업이며, 이와 같이 수요 업체의 요구에 따라 제작되는 수주 생산 방식으로 고정밀도와 숙련도가 요구되는 복합 엔지니어링 산업이다.
전문화 및 분업화가 조화를 이루는 대표적인 산업으로 독자적인 산업군으로써의 발전뿐만 아니라 전·후방 산업을 연계시키는 데도 중요한 역할을 예상해 볼 수 있다.
미국, 일본, 독일 등 금형선진국들은 산업기반 강화를 위해 국가주도로 연구센터, 연구개발 사업추진, 차세대 신기술 개발주도, 기반기술 분야의 표준화·규격화를 통해 기반기술로써 위치를 공고히 구축하고 있다.
금형산업은 IT산업, 자동차 등 기간산업의 발전에 따라 수요가 커지는 기반산업으로 초정밀 고부가가치 금형을 중심으로 기술 개발이 이루어져 세계시장 규모가 지속적으로 커지고 교역도 늘어나고 있는 추세여서 각국은 세계시장의 선점을 위해 자국에 유리한 국제표준이 제정되도록 노력하고 있다.
정부는 산·학·연 컨소시엄을 통한 금형 인력 양성에도 주력키로 했다.
지역별 특화 금형산업에 대한 맞춤형 현장기술교육 프로그램 및 시스템 구축, 신기술에 대한 재교육 프로그램 운영 등을 통한 지속적인 지원이 필요하고 개별기업의 개발 기술 및 제품에 대한 국가적인 지적재산권 보호 프로그램의 지원 및 수요기업의 불공정거래에 대한 지속적인 단속도 필요하다고 판단하고 있다.
중소기업 개발 기술 및 제품을 보호하고, 수요기업에의 안정적 납품을 보장할 수 있는 기술개발 지원 프로그램 마련과 금형기업의 생산현장 작업환경 개선을 위한 정책적 지원체계 구축, 다양한 환경개선을 위한 제도적 지원을 통해 대외적으로 금형 산업의 인식 제고도 함께 이뤄질 것으로 전망된다.
정부는 또 선진 금형기술 보유국의 원천기술 및 첨단기술에 대한 분석 및 수준을 파악해 상호 협력 강화를 위한 제도를 마련할 방침이다.