최근 가공기술의 발전으로 항공기·우주선·자동차 외관과 같은 큰 규모의 부품에서 많이 사용되던 비대칭적 표면을 가지고 있는 자유곡면이 이제는 디스플레이·반도체와 같은 초정밀 부품까지 적용 영역이 확장되고 있다.

이에 따라 흠집이나 파손과 같은 결함 문제가 잦아져 이를 측정하는 기술 또한 중요하지만 기존 기술은 단순 표면 측정만 가능하고 자유곡면의 나노미터 이하 측정은 불가할 뿐만 아니라 시간도 오래 걸리는 단점이 있었다.

한국표준과학연구원이 이를 해결할 수 있는 측정기술을 개발했다. 

KRISS 첨단측정장비연구소 김영식 책임연구원이 개발한 이 기술은 복잡한 곡면의 부품 형상을 생산 공정에서 즉시 검사할 수 있는 측정기술로 플렉서블 디스플레이·자동차 외관·차세대 2차전지 초박판 등 첨단부품의 표면 변화와 결함을 이미지 한 장만으로 측정이 가능한 3차원적 자유곡면 측정기술이다.

KRISS에서 자체 개발한 자유곡면 3차원 형상 측정기술은 한 장의 복합 패턴 이미지만으로 형상 측정이 가능하기 때문에 외부 환경 잡음에 강인할 뿐만 아니라 동적 물체의 움직임까지 실시간으로 측정이 가능하다. 

또한 다양한 형태의 자유곡면 형상을 나노미터 수준의 분해능으로 정밀 측정이 가능하고 측정 시편의 반사율 변화로 인한 복합 패턴의 왜곡 보정과 측정장비의 비선형 오차를 보정하는 알고리즘을 개발하여 측정 정밀도를 30% 이상 향상시켰다.

김영식 책임연구원은 “실제 생산 공정 어디서든 쉽게 적용할 수 있도록 측정기술의 완성도를 높여 자동화 및 모듈화하였다”며 “다양한 최첨단 산업 분야의 핵심 검사 장비 기술로 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.