미래 자동차의 강판, 트윕강

요즘 '미래자동차 강판'으로 불리는 트윕강(TWIP, TWinning Induced Plasticity)이 이슈인데요. 일반 강판에 망간을 섞어 강판대비 강도는 3배, 무게는 30%나 가벼워 '슈퍼철강'으로도 불리고 있습니다.

우리나라의 POSCO가 원천기술을 가지고 있다고 하니 더욱 관심이 가는데요. 이 기술에는 재미있는 특허 이야기가 숨어있다고 합니다.

트윕강은 일반 철강의 상식을 벗어나는 기술이라고 합니다. 그런데 트윕강은 초고강도강판이면서 가공도 쉬워서 전 세계 철강업계가 일찍부터 주목하고 있었다고 합니다.

< Banana diagram of steel properties(Source: www.dierk-raabe.com/steels-science/) >

일반 철강은 아래쪽으로 바나나 모양으로 휘어진 영역에 존재하여 바나나 다이어그램이라고 하는데, 강도와 연신율이 서로 반대로 움직이는 것을 알 수 있습니다.

그런데, TWIP강은 바나나 영역을 벗어나 강도가 높으면서 동시에 연신율로 높아서 강하면서도 가공도 쉽다는 것이죠. 세계 각국에서 앞다투어 개발에 뛰어들만한 미래의 소재라고 할 만합니다.

이런 슈퍼강철을 1990년대 초 포스코가 최초로 개발했으나 제조비용이 높아 상용화하지는 못하고 그동안 잊혀져 있었다고 합니다. 물론 원천기술을 개량한 TWIP강  양산기술에 대한 후속 출원은 계속 있었습니다. 그래서 최초 특허등록은 이미 특허기간이 만료되어 특허권이 소멸되었지만 원천기술은 아직 강력히 보호받고 있다고 합니다.

최초 특허출원하여 특허등록을 받은 원천기술들의 특허번호입니다. 당연히 유럽, 미국, 일본, 러시아 등 세계 주요국에도 특허출원하여 등록을 받았습니다.

특허 제79583호(성형성, 강도 및 용접성이 우수한 오스테나이트계 고망간강과 그 제조방법)
특허 제80580호(성형성 및 강도가 우수한 오스테나이트계 고망간강)

근래에 세계 각국에서 새로운 먹거리로 이 분야에 뛰어들고 있다고 합니다. 하지만 POSCO가 가지고 있는 원천기술을 회피하려고 하니 그다지 성과가 없는 모양입니다. 역시 원천기술의 힘이 대단합니다.

현재 POSCO는 새로운 연구를 통해 제조원가를 효율적으로 낮춰 2010년 12월부터 세계 최초로 트윕강을 양산, 공급하면서, 주요 자동차 메이커에 트윕강을 제공하고 있다고 합니다.

< ▲ POSCO의 트윕(TWIP)강을 최초로 적용한 피아트(FIAT)社의 차량/포스코 제공 >

트윕강은 강도가 높으면서도 변형하기가 쉬워 다양한 차량 디자인을 구현하면서도 안전성을 갖춘 범퍼빔 제작이 가능하다고 합니다. 피아트(FIAT)에서는 알루미늄 등 다른 소재를 쓰다가 트윕강으로 바꾼 후 부품은 28% 가볍게 하고, 소재 비용은 22%나 개선했다고 합니다.

< POSCO의 트윕(TWIP)강으로 만든 범퍼빔이 장착된 차량/포스코 제공 >

차체 무게를 줄여 연비 개선, 이산화탄소 배출 감소까지 되니 앞으로 더욱 기술경쟁이 치열해질 분야 같습니다. 하지만 슈퍼강철분야에서 원천기술과 특허권으로 무장한 POSCO의 독주가 당분간은 이어질 것으로 예상이 됩니다.

철강 생산량은 세계 5위지만 기술 경쟁력은 세계 1위로 인정받고 있는 POSCO의 저력이 바로 이런 원천기술과 특허권에서 나오는 것 같습니다.

기술 경쟁이 심해질수록 특허의 중요성은 더욱 커지는 것 같습니다. (자료인용 : 특허청 블로그)