[르포] "모든 기계가 시작되는 곳"…DN솔루션즈 창원공장 가보니

[창원=신영빈 기자] 우리 일상의 많은 요소는 공작기계로 만들어진다. 자동차와 항공기의 수많은 부품부터 매일 사용하는 스마트폰과 컴퓨터의 뼈대를 깎아내는 일뿐만 아니라, 다양한 형상을 찍어낼 수 있는 기계틀을 만드는 역할도 한다. 핵심 산업에서 정밀 부품 제조 역량과 직결되기에 그 자체가 산업 경쟁력으로 여겨진다.

공작기계는 ‘마더머신’으로도 부른다. 기계를 만드는 기계라는 뜻에서 생긴 말이다. 넓은 의미에서는 소재를 가공해 필요한 모양을 만드는 모든 기계를 통칭한다.

18세기 산업혁명 이래로 더 빠르고 정밀한 기계를 확보하는 일이 제조업의 성장을 좌우하는 중요한 기준이 됐다. 20세기 컴퓨터 수치제어(CNC) 기술로 가공 정밀도와 생산 효율성이 높아졌고, 최근에는 인공지능(AI)과 3D 프린팅 기술 등이 결합되면서 공작기계의 역할이 더욱 주목받는다.

공작기계가 항공 부품을 가공하는 모습 (사진=DN솔루션즈 유튜브 갈무리)

제조강국인 한국도 세계적으로 인정받는 공작기계 업체를 보유하고 있다. 공작기계 세계 시장에서 매출 기준 3위로 알려진 DN솔루션즈가 바로 그곳이다.

DN솔루션즈는 1976년 대우중공업 사업부로 출범한 뒤로, 2005년 두산그룹에 인수되며 두산인프라코어로 사명을 바꿨다. 이후 2016년 MBK파트너스가 이를 인수해 두산공작기계로 사명을 바꾸며 독립법인으로 전환했고, 2022년 DN그룹에 다시 인수돼 지금의 모습이 됐다.

DN솔루션즈 창원공장은 대우중공업 사업부 출범과 함께 준공돼 지금까지 공작기계를 생산하고 있다. 이곳에서 400여 종의 제품군을 생산하고 있으며, 누적 판매량은 약 28만 대에 달한다. 66개국 140여개의 해외 딜러 네트워크를 기반으로 자동차, IT·반도체, 항공우주, 의료, 에너지 등 글로벌 고객의 다각화된 수요 산업에 부응하고 있다.

기자는 지난달 30일 경남 창원에 위치한 DN솔루션즈 창원 남산·성주 공장을 방문해 설비의 특징과 주요 가공물들을 살펴봤다. 이날 가공동에서는 이 회사 로고가 붙어 있는 대형 장비(5면 가공 문형 머시닝센터, DCM)가 공작기계 중 하나인 터닝센터의 주요 부품인 ‘베드’를 깎아내고 있었다. 기계가 기계를 만드는 진귀한 풍경이었다.

공작기계 여러대가 한 몸처럼…스마트팩토리 진화 중

먼저 가공동 건물에 들어서니 대형 디스플레이 상황판이 한눈에 들어왔다. 제품 생산을 위해 사용 중인 장비들의 가동 현황을 표시하고 있었다.

자동화 솔루션 '리니어 팔레트 시스템(LPS)'도 눈길을 끌었다. LPS는 이 회사 주요 제품인 NHP 시리즈 제품 여러 대를 하나의 제품처럼 연동한 형태다. 헤드룸 등 육중한 주요 부품을 연속 가공하는 솔루션으로, 공작물을 올린 받침대를 공작기계에 자동으로 투입했다가, 가공이 끝나면 자동으로 꺼내주는 역할을 한다.

공작기계와 연계된 자동화 솔루션은 사람이 직접 공작물을 넣고 꺼내지 않아도 되므로 인건비 등 추가 부담 없이 야간에도 생산을 계속할 수 있다. 헤드룸 등 육중한 주요 부품의 제작 공정도 작업자 개입을 최소화한 채 쉬지 않고 이어갈 수 있다. 최대 72시간 무인 가동이 가능하다.

DN솔루션즈 관계자는 “이 같은 자동화 솔루션을 자사 제품 생산에만 사용하는 것이 아니라 주요 공작기계 제품과 함께 고객들에게 판매하고 있다”며 “고객의 만족을 끌어올리면서 제품의 부가가치를 높이고 있다”고 말했다.

가공동을 거친 주요 부품들은 조립동에서 공작기계의 모습을 갖추게 된다. 역시 각 공정마다 엄격한 검사 과정이 함께 진행되면서 높은 정밀도를 유지한다. 터닝센터 조립라인에서는 다축·복합가공 터닝센터를 생산하고 있었다. 작업자 한 명이 시작부터 완성까지 책임지고 작업을 수행하는 '셀 생산방식'을 적용한 것이 특징이다.

미크론 단위 정밀함 추구…항온·항습도 관리

헤드 룸과 스핀들을 결합한 공작기계 핵심 부품도 만들고 있었다. 공작물(가공 대상)이나 공구를 고속으로 회전시키는 공작기계의 심장에 해당하는 부품이다. DN솔루션즈는 관련 가공 공정을 내재화해 기술 경쟁력을 갖췄다.

이곳은 별도 격벽을 통해 공장 내 다른 공간과 분리돼 있었다. 공작기계를 구성하는 금속이 쉽게 팽창하고 수축하는 소재인 만큼, 항상 일정한 온도와 습도를 유지하기 위해서다. 공작기계는 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 마이크로미터 오차도 허용하지 않는 높은 정밀도를 요구한다고 회사 측은 설명했다.

DN솔루션즈 창원 남산공장 스핀들 헤드 조립장 (사진=DN솔루션즈 유튜브 갈무리)

조립동 옆에는 공작기계를 활용한 공정 솔루션 등을 개발하는 연구 시설인 ‘옵티멀 솔루션 센터(OSC)’가 위치해 있었다. 전통적 수요 산업인 자동차 산업, IT·반도체 산업, 에너지 산업에 최근 급부상하는 수요처인 항공·우주 산업, 의료 산업 등 다양한 산업의 복잡한 요구를 고려한 ‘수요 산업 맞춤형 솔루션’을 개발하는 곳이다.

이곳에서는 정교한 가공 능력을 증명하기 위한 다양한 가공 샘플을 볼 수 있었다. 특히 칫솔모 한 가닥까지 생생하게 구현한 칫솔 모양 샘플이나 1마이크로미터 단위로 굵어지는 숫자들이 새겨진 금속판이 인상적이었다.

DN솔루션즈 연구 시설 '옵티멀 솔루션 센터(OSC)'에 전시된 가공 샘플 (사진=지디넷코리아 신영빈 기자)

칫솔모 한 가닥까지 생생하게 구현한 칫솔 모양 샘플 (사진=지디넷코리아 신영빈 기자)

대형장비 생산 특화된 성주공장

인근에 위치한 성주공장은 비교적 최근에 지어진 시설이었다. 2014년 1월 가동을 시작한 이곳은 연면적 약 1만8천m2 공간에 20m 높이의 건물이 마련됐다. 최대 50t 무게까지 들어 올릴 수 있는 크레인이 천장에 넓게 자리했다.

성주공장에서는 대형 가공 장비 생산에 집중하고 있었다. 대형 수평·수직형 터닝센터와 대형 보링기, 대형 수직형 머시닝 센터, 5면 가공 문형기 등을 만든다. 주로 대조립과 유닛조립 등 공정이 이뤄지고 있었다. 향후 성주공장 유휴지를 활용해 복합가공기 생산시설도 더욱 확장할 방침이다.

"터닝·머시닝센터 넘어 복합 다기능 기종 생산"

공작기계는 가공방법에 따라 직접 금속을 깎아내는 절삭기계와 금속을 변형해 가공하는 변형기계로 분류된다. 절삭기계는 장비 형태에 따라 터닝센터와 머시닝센터, 드릴링머신 등으로 나뉜다.

터닝센터는 한국에서 주로 선반이라 불리는 제품이다. 공작기계 중 가장 오래된 역사를 지녔다. 소재는 회전만 하고 공구가 움직이면서 원하는 모양으로 가공하는 방식으로 작동한다. 터닝센터를 사용한 공작물로는 문손잡이, 파이프, 기계 샤프트 등이 대표적이다.

머시닝센터는 터닝센터와 반대로 생각하면 쉽다. 소재가 아니라 공구가 회전을 하는 공작기계로, 나무를 칼로 조각하는 것과 유사하다. 머시닝센터는 공구가 회전함과 동시에 수직, 전후, 좌우로 다양하게 움직이면서 원하는 형상을 가공한다. 머시닝센터의 가장 큰 장점은 어떠한 형상이든지 가공이 가능하다는 것이다. 최근에는 더욱 원활한 가공을 위해 소재도 전후, 좌우로 움직이도록 설계하기도 한다.

DN솔루션즈는 터닝센터와 머시닝센터 시장에 참여하고 있다. 얇고 긴 소재 가공에 적합한 스위스턴, 항공기, 에너지 산업의 대형 사이즈 소재 가공이 가능한 문형기, 정밀 구멍 가공에 특화되어 있는 보링머신 등도 생산하고 있다.

최근에는 복합 다기능 장비를 요구하는 기계산업 트렌드에 맞게 여러 대의 장비가 필요한 복잡한 공정을 단일 기계에서 구현하는 복합 다기능 기종 생산에 집중하고 있다. 단순 선삭부터 밀링가공 등 다양한 기능을 탑재하여 사용자가 원하는 모든 형상을 신속히 가공할 수 있는 복합 가공기, 스크류와 같이 복잡하고 꼬여진 면의 가공이 가능한 5축 가공기 등을 개발하며 서비스를 확대하고 있다.

김원종 대표 "공작기계 세계 톱 만들 것"

DN솔루션즈는 전체 매출의 80%가 해외에서 발생하는 수출 기업이다. 창원의 남산공장 외에도 인근 성주공장, 중국 연태공장을 가동 중이다. 최근에는 급증하는 첨단 공작기계 수요와 높아진 고객 요구에 부응하기 위해 성주공장 증축과 부산 신공장 건설도 진행하고 있다. 인도 뱅갈루루에도 신공장과 연구소를 건립 중이다.

또 미래 제품을 개발하고 선행 기술 등을 연구하는 R&D 인력이 제품 가공하고 조립하는 생산 현장의 직원보다 많다. 이렇게 확보한 기술 경쟁력이 20% 넘는 영업이익률을 만들 수 있는 토대가 됐다.