초경 소재·코팅·칩브레이커·정밀 설계 기술로 완성한 코오로이(KORLOY) 절삭공구 경쟁력
60년 기술 축적의 결실, 코오로이 제품 경쟁력의 원천을 말하다
절삭공구는 제조 현장에서 가장 작은 요소처럼 보이지만, 실제로는 생산성, 품질, 원가, 공정 안정성을 좌우하는 핵심 기술이다. 같은 장비와 소재를 사용하더라도 어떤 공구를 적용하느냐에 따라 가공 시간과 품질, 수명, 불량률은 크게 달라진다. 절삭공구가 더 이상 단순한 소모품이 아니라 제조 경쟁력의 중요한 기준으로 평가받는 이유다. 창립 60주년을 맞은 코오로이(KORLOY, 대표 임정현)는 이러한 절삭공구의 본질을 일찍부터 기술 개발의 중심에 두어 왔다. 코오로이가 지난 60년 동안 제품 개발 과정에서 가장 중요하게 생각해 온 기술적 가치는 명확하다. 고객의 생산성을 높이고 품질을 향상시키며 제조 원가를 절감할 수 있는 솔루션을 제공하는 것. 다시 말해 고객에게 새로운 가치를 만들어 줄 수 있는 제품을 개발하는 것이 코오로이 기술 개발의 출발점이었다.
국산화에서 시작된 기술의 역사
코오로이의 기술 역사는 초경합금 절삭공구 국산화에서 출발했다. 창립 초기에는 해외 선진기업의 기초 기술을 도입하는 단계에 머물렀지만, 자체 기술연구소 설립을 계기로 본격적인 독자 기술 확보의 길로 들어섰다. 이후 초경 소재, CVD·PVD 코팅, 칩브레이커, 금형 설계, 정밀 양산 기술 등 절삭공구를 구성하는 핵심 기술을 단계적으로 내재화하며 독자적인 제품 라인업을 구축했다.
그 과정에서 코오로이는 수입에 의존해야 했던 국내 절삭공구 시장에서 국산화의 가능성을 입증했고, 글로벌 시장에서도 품질 경쟁력을 인정받는 브랜드로 성장했다. 특히 항공, 방산, 에너지 산업에서 요구되는 난삭재 가공 분야에서도 자체 브랜드 제품으로 품질을 인정받으며 적용 범위를 확대하고 있다.
코오로이 기술 발전의 주요 전환점에는 여러 제품이 자리한다. 국내외 ISO 밀링 시장의 대표 제품이었던 A30 재종은 해외 선진 기술을 안정적으로 내재화하고 대량생산 체제를 구축한 사례다. 비철가공에서 칩 처리성과 가공면 조도를 혁신한 AK 칩브레이커는 코오로이 최초로 IR52 장영실상을 수상한 제품이다. 직각가공용 알파밀(Alpha Mill) 툴은 세계 세 번째로 개발돼 수출시장을 견인했으며, 두날형 MGT 그루빙툴은 세계 다섯 번째로 개발돼 중국시장에서 판매량 1위를 기록했다.
또한 독자적인 PVD 코팅 및 모재 기술로 개발된 PC9030과 PC5300 재종은 코오로이의 캐시카우형 제품으로 성장했으며, Rich Mill 시리즈는 독자적인 제품 설계와 제조 기술을 바탕으로 개발된 대표 밀링 제품이다. 인덱서블 드릴 KING Drill은 해외 시장에서 가성비 기준 베스트셀러로 인정받고 있으며, Super 재종과 Super Endmill은 항공산업 난삭재 엔진가공 분야에서 국산화 성과를 만들어낸 제품으로 평가된다.
코오로이의 Super 재종 (SNC805/SPC810)은 항공산업 난삭재 엔진 가공분야에서 국산화 성과를 만들어낸 제품으로 평가된다.
기술 독립을 향한 집념, CVD와 PVD 코팅
코오로이의 기술 축적 과정에서 코팅 기술은 중요한 전환점이었다. 초창기에는 자체 CVD 코팅 기술이 전무했다. 당시 연구원들은 협력사였던 일본 스미토모에 파견되어 제한된 환경 속에서 기술을 습득해야 했다. 보안 장벽이 높은 상황에서도 핵심 공정을 익히기 위해 끈질기게 관찰하고 분석했으며, 결국 독자적인 CVD 코팅 및 제조 기술 확보로 이어졌다.
독자적인 CVD 밀링용 TiCN 박막 개발 과정도 쉽지 않았다. 코팅 성막 실험에서 계면 에타상과 이상 성막이 반복되며 수십 차례 실패를 겪었지만, 모재와 박막 레시피를 모두 변경하는 과정을 통해 성공에 이르렀다. 그 결과 NCM25P가 상품화됐고, 매출 확대에도 기여했다.
PVD 박막 기술 개발 역시 도전의 연속이었다. 초기에는 양산 설비가 없는 상황에서 산학 공동 연구를 추진했고, 한국 최초로 HCD 플라즈마 방식의 PVD 양산 제조 설비를 자체 설계·제작했다. 장비가 제대로 가동되지 않는 상황도 있었지만, 주요 부품을 하나씩 교체하며 개선한 끝에 설비 제어와 운영 노하우까지 내재화할 수 있었다.
이후 세계 최고 수준의 수입 장비를 도입해 시험을 진행했지만, 지속적인 박리 문제로 양산이 어려운 상황도 있었다. 몇 주간의 테스트 결과 전처리 단계의 단순 오염이 주요 원인임을 확인했고, 이를 개선하면서 PC9030 박막 개발과 PVD 제품 매출 확대의 전환점을 마련했다. 오늘날 코오로이의 코팅 기술은 이러한 시행착오와 집념의 결과물이다.
이러한 과정을 거쳐 개발과 진화를 거듭한 코오로이의 CVD 선삭 제품군은 NC3200 등 다양한 시리즈와 선삭 칩브레이커 조합을 중심으로 자동차 부품 시장과 기계 부품 가공 분야에 적용되어 높은 평가를 받고 있다. PVD 밀링 제품군에서는 PC5300 등 다양한 재종과 Rich Mill, Alphamill, HFM(D) 등의 밀링 제품의 조합이 대표적인데, 이 제품군은 금형, 항공, 에너지, 방산 산업에서 폭넓게 활용되고 있다.
코팅 기술이 적용된 인덱서블 드릴 제품군에서는 KING Drill과 TPDB Plus가 대표적이다. KING Drill은 우수한 체결 강성을 바탕으로 고생산성 가공 조건에서 좋은 평가를 받고 있으며, TPDB Plus는 가격 경쟁력을 인정받아 기계 및 장비 산업에서 높은 생산성과 경제성을 제공하고 있다.
또한, TP4P는 직각가공용 탄젠셜 타입 밀링 제품으로 불안정한 가공 환경에서도 우수한 성능을 제공해 최근 고객의 관심을 받고 있다.
코오로이의 인덱서블 드릴 KING Dril, TPDB Plus, TPDC Plus
공구 성능을 결정하는 세 가지 축
절삭공구의 성능은 단순히 한 가지 기술로 결정되지 않는다. 코오로이는 공구의 성능과 신뢰성을 좌우하는 핵심 요소로 모재(Substrate) 강도, 코팅(Coating)의 밀착력 및 내마모성, 그리고 형상(Geometry) 정밀도를 꼽는다. 이 세 가지 기술 요소를 유기적으로 최적화하는 것이 고성능 절삭공구 개발의 핵심이다.
이를 위해 코오로이는 초경 소재의 원천 경쟁력 확보에 집중하고 있다. 제품의 내마모성과 강도를 극대화하기 위한 합금 설계 단계부터 이상적인 미세조직을 구현하는 소결 공정 제어 기술까지 자체적으로 내재화하며 소재 기술 고도화에 힘쓰고 있다.
표면 처리 기술 분야에서도 차별화된 경쟁력을 확보하고 있다. PVD 코팅은 나노 다층 구조 제어 기술을 통해 균열 전파를 억제하고 박리 저항성과 고온 경도를 향상시켰으며, CVD 코팅은 차세대 알파 알루미나(α-Al₂O₃) 텍스처 및 MT-Ti(CN) 제어 기술을 적용해 뛰어난 내마모성과 공구 수명을 구현했다. 또한 다이아몬드 코팅 기술은 지르코니아와 탄소섬유 복합재(CFRP) 가공에 특화된 NCD·MCD 제어 기술을 바탕으로 초정밀 가공 품질을 제공한다.
또한 코오로이는 축적된 칩브레이커 설계 데이터베이스와 FEM 시뮬레이션 기술을 활용해 피삭재와 가공 조건에 최적화된 맞춤형 형상을 개발하고 있다. 이를 통해 칩을 이상적인 형태로 제어하고 안정적인 가공 환경을 구현함으로써 고객 생산성 향상에 기여하고 있다.
코오로이는 앞으로도 소재·코팅·형상 기술의 융합 연구를 통해 매우 높은 성능과 신뢰성을 갖춘 절삭공구 개발에 역량을 집중할 계획이다.
(좌)독자적인 코팅/제조 기술 확보로 탄생한 코오로이의 CVD 인써트, (우)끊임 없는 시행착오와 집념의 결과물인 PVD 인써트
변화하는 산업, 달라지는 공구 개발 방향
최근 절삭공구 산업에서 가장 큰 변화는 가공 소재와 생산 환경의 변화다. 전기차 확산과 항공·방산 산업 성장으로 기존 강·주철 중심의 가공 수요는 줄어드는 반면, 티타늄, 인코넬, 알루미늄 합금, CFRP 등 고부가가치 난삭재 가공 수요가 증가하고 있다.
항공·방산 산업 확대는 공구 개발 방향에 직접적인 영향을 미친다. 티타늄, 인코넬, 복합재 등 극도로 가공이 어려운 소재를 안정적으로 절삭하기 위해 초고경도·초고인성 특수 모재, 박막, 형상 기술 개발이
가속화되고 있다. 또한 대형 일체형 구조와 복잡한 형상의 항공 부품을 고정밀로 가공하기 위해 미세 진동을 억제하는 특수 칩브레이커와 고압 쿨런트 공구 수요도 증가하고 있다.
전기차 확산 역시 시장 변화를 이끌고 있다. 내연기관 엔진 및 변속기 부품 감소로 철계 소재 절삭 수요는 줄어드는 반면, 차량 경량화를 위한 알루미늄 합금과 CFRP 가공 수요는 증가하고 있다. 전기모터 하우징, 감속기 기어 등 전기차 전용 부품 가공용 수요도 늘어날 것으로 예상된다.
한편, 원자재 공급망 리스크 역시 절삭공구 산업의 중요한 변수로 부상하고 있다. 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co) 등 희소 금속의 가격 상승과 수출 규제 가능성에 대응하기 위해 대체 합금 개발, 차세대 써메트, 인서트 소형화, 솔리드 제품의 인덱서블화, 멀티코너 인서트 개발 등이 중요해지고 있다. 폐공구 리사이클링과 자원 순환형 제조 역시 향후 중요한 과제가 될 전망이다.
이러한 시장 변화에 대응하기 위해 코오로이는 차세대 난삭재 가공 기술 확보에 연구개발 역량을 집중하고 있다. 특히 항공·방산 산업에서 요구되는 티타늄, 인코넬 등 고난도 소재 가공을 위해 새로운 합금 설계를 기반으로 한 차세대 초고인성·초고경도 모재 개발에 주력하고 있다. 이를 통해 난삭재 가공 과정에서 발생하는 높은
절삭열과 극심한 마모 환경에서도 안정적인 공구 수명과 가공 성능을 확보한다는 전략이다.
또한 나노미터 단위의 물질 구조 및 조성 제어 기술을 활용한 독자적인 차세대 CVD 및 PVD 코팅 기술 개발도 적극 추진하고 있다. 이러한 첨단 코팅 기술은 고온 환경에서의 내열성과 내마모성을 향상시키는 동시에 우수한 윤활 특성을 제공하여 난삭재 가공 시 발생하는 마찰과 열을 효과적으로 제어할 수 있도록 한다.
이와 함께 난삭재 가공에서 빈번하게 발생하는 가공 칩화와 칩 배출 문제를 해결하기 위해 고압 쿨런트 기술과 특수 인서트 형상 설계 기술을 강화하고 있다. 소재 특성에 최적화된 전용 칩브레이커와 절삭 형상을 적용함으로써 칩 제어 성능과 가공 안정성을 높이고, 고객의 생산성 향상과 공정 효율 개선에 기여할 것으로 기대된다.
(좌)코오로이의 CVD 인써트 (NC3200 Series), (우)코오로이의 PVD 인써트 (PC6100)
디지털 기술과 AI, 공구 개발의 속도를 바꾸다
코오로이는 제품 개발 과정에서 시뮬레이션과 데이터 분석 기술을 적극 활용하고 있다. 공구 형상 설계 단계에서는 칩 절삭력 해석, 응력, 온도 분포, 칩 배출 거동, 진동 해석, 유동 해석 등을 CAE 시뮬레이션으로 사전에 검증한다. 이를 통해 실제 제작 전 설계 완성도를 높이고 개발 시행착오를 줄인다.
소재 개발과 코팅 기술 분야에서는 소결 조건, 조직 특성, 코팅 공정 데이터를 분석해 품질 편차를 최소화하고 최적 조건을 도출한다. 또한 절삭가공 평가 결과를 자산화해 기하 설비 및 피삭재 관리, 평가 조건 최적화, 신뢰성 향상을 위한 데이터베이스 시스템 개발로 확장하고 있다.
향후에는 AI 기반 공구 수명 예측과 최적 가공조건 추천 기술로 확대할 계획이다. 절삭공구 사용 현장에서는 센서가 부착된 스마트 툴홀더를 통해 진동, 온도, 가공 부하 데이터를 실시간으로 수집·분석할 수 있다. 이를 통해 AI가 공구 마모 상태를 진단하고 파손을 사전에 예측함으로써 예기치 않은 설비 정지를 줄이고 무인 가공의 안정성을 높일 수 있다.
R&D 단계에서도 AI의 활용 가능성은 크다. 가상 환경에서 수많은 시뮬레이션을 수행해 모재, 박막, 제품 설계를 검증하면 개발 기간을 단축할 수 있다. 선행기술 특허와 자료 분석에도 AI를 활용함으로써 시간 단축은 물론 창의적 아이디어 도출에도 도움이 될 것으로 기대된다.
코오로이는 제품 개발 과정에서 시뮬레이션과 데이터 분석 기술을 적극 활용하고 있다.
공구 형상 설계 단계에서는 CAE 시뮬레이션으로 검증한다
고객의 목소리에서 시작되는 연구개발
코오로이 연구개발본부는 “코오로이의 제품 연구개발에 가장 중요하게 생각하는 원칙은 ‘고객의 목소리에서 시작해, 현장을 구현한 데이터로 검증하고, 마침내 고객 가치를 실현한다’는 마켓인(Market-in) 중심의 품질 원칙이다.”라고 밝혔다.
제품 개발은 고객의 요구사항을 수집하고 문제를 정의하는 기초조사에서 시작된다. 수집된 고객의 요구와 문제점은 사내 성능평가실에서 재현될 수 있도록 구체적인 평가방법으로 정의된다. 개발 완료 단계에서는 이 평가방법을 기준으로 기존 문제가 충분히 해결됐는지를 엄격하게 검증한다. 즉, 고객 요구사항은 개발의 시작부터 최종 완료 판정까지 전 과정을 통제하는 기준이 된다.
연구소와 영업·기술지원 조직의 협업도 중요하다. 개발 초기에는 영업 및 기술지원 부서가 고객의 요구사항을 수렴하고, 제품 개발이 완료된 후 정식 출시 전에는 신제품 고객 평가를 진행한다. 출시 초기에는 기술지원 부서와 연계해 고객 지원과 제품 홍보를 함께 수행한다. 이는 제품 기획부터 시장 안착까지 이어지는 협업 프로세스다.
코오로이가 연구개발 과제를 결정할 때 가장 중요하게 고려하는 기준은 성공 가능성이다. 성공 가능성이 높은 과제는 고객에게 차별화된 가치와 경쟁력을 제공할 뿐만 아니라 회사의 수익성과 미래 성장동력 확보에도 직접적으로 기여하기 때문이다. 동시에 시장에서 가성비 경쟁력이 약한 제품군에 대한 신속 대응, 전략 산업군 대응 제품 개발, 미래 성장산업군과 부족한 제품군 보완도 주요 기준으로 작용한다.
코오로이의 독창적인 기술경영
코오로이 임정현 대표는 "기술경영은 끊임없는 R&D 투자를 통해 타사와 차별화된 독창적인 제품을 시장에 선보이는 것"이라며 "고객에게 차별화된 제품과 서비스를 제공하고, 고부가가치 산업으로 영역을 확장하는 것이 기술경영의 본질"이라고 설명했다.
코오로이는 60년 동안 초경 소재, 코팅, 칩브레이커, 정밀 설계, 양산 기술을 축적해 왔다. 이제 그 기술은 반삭재, 초경밀, 데이터, AI, 친환경 제조라는 새로운 과제로 확장되고 있다.
임정현 대표는 "절삭공구를 만드는 일은 결국 고객의 공정을 이해하는 일"이라며 "고객의 생산성을 높이고 품질을 안정시키며 제품 원가를 낮추는 것, 그것이 코오로이 제품과 기술이 만들어 온 가치이며 앞으로도 추구할 기술경영의 핵심"이라고 밝혔다.
