갤럭시 S7 엣지 개발진, ‘균일한 표면’ 위해 금속덩어리 통째로 깎다

‘원하는 기능은 모두 갖췄으면서도 디자인은 아름답게’. 모든 사용자가 자신의 스마트폰에 바라는 점일 겁니다. 하지만 스마트폰의 진화 과정을 돌이켜보면 기능 발전에 비해 디자인 구현은 그 속도가 더뎠던 게 사실이죠.

갤럭시 S7이 공개되던 순간, 혹시 기억하시나요? 많은 이가 ‘메탈과 글래스가 결합된’ 디자인에 주목했는데요. 특히 갤럭시 S7 엣지는 전작에 비해 한층 매끈해진 외관으로 시선을 끌었습니다. 당장 엣지 글래스만 해도 “15단계 이상의 까다로운 공정을 거쳐 완성됐다”고 알려져 있는데요. 오늘 삼성전자 뉴스룸이 들려드릴 얘긴 삼성 스마트폰, 그중에서도 갤럭시 S7 엣지 제조 공법의 비밀입니다.

CNC로 매끄럽게, 아노다이징으로 단단하게

갤럭시 S6∙S7 시리즈와 갤럭시 노트 5 등 최근 출시된 갤럭시 스마트폰은 하나같이 일체감 있는 디자인이 돋보입니다. 비결은 CNC(Computerized Numerical Control) 가공, 그리고 아노다이징(Anodizing)에 있는데요. 삼성전자는 갤럭시 S6 시리즈부터 이전 플래그십 스마트폰 제조 시 사용했던 다이캐스팅(die casting)[1]과 도장(塗裝)[2] 방식을 탈피, 이 두 가지 신(新)공법을 적용했습니다.

CNC 가공은 절삭(切削)구의 움직임을 컴퓨터로 정확하게 제어, 금속덩어리를 통째로 깎아내는 방식입니다. 공정이 복잡하고 비용도 많이 들지만 정밀 부품의 대량 생산이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한 절삭 공구가 입체 경로로 이송되고 극미세 오차 범위 안에서 매끄러운 곡면 부품을 가공할 수 있어 정밀한 형상과 균일한 표면 구현에 용이합니다. 갤럭시 S7 엣지 외관이 CNC 가공의 대표적 예라고 할 수 있죠<아래 도표 참조>.

위 표 중 아노다이징은 금속 피막을 만드는 데 쓰이는 기술로 ‘양극산화(陽極酸化)’라고도 불립니다. 알루미늄은 표면을 감싸고 있는 피막 덕분이 쉬 녹슬지 않습니다. 하지만 자연적으로 생성된 피막은 너무 얇다는 문제가 있죠. 아노다이징 작업은 바로 이 단계에서 활용됩니다. 그 결과, 피막은 단단해지고 색을 입히기도 쉬워지죠. 갤럭시 S6 시리즈 이후 삼성전자가 출시한 플래그십 스마트폰은 10마이크로미터(㎛)의 미세한 아노다이징 피막을 활용, 미려한 색감을 구현해냅니다. 기기 표면에서도 메탈 자체의 광택이 오롯이 드러나죠.

내구성 높이려 항공기 동체용 알루미늄 채택

소재에도 비밀이 있습니다. 갤럭시 S7 엣지엔 고온∙고압으로 압축된 고순도∙고강성 알루미늄 소재가 채택돼 항복강도(降伏强度)[3]가 이전 제품에 비해 50% 이상 향상됐습니다. 갤럭시 S7 엣지에 쓰인 6013 알루미늄은 스마트폰 제조 시 일반적으로 사용되는 6063 알루미늄에 비해 강도는 1.5배, (흠집에 대한) 내구성은 1.2배 각각 우수합니다<위 사진 참조>. 그래서 이제까진 항공기 동체나 자동차, 요트, 산악자전거 등 강한 내구성을 필요로 하는 제품에 주로 적용돼왔죠.

갤럭시 S7 시리즈의 메탈 프레임엔 스마트폰의 핵심 기능 중 하나인 ‘끊김 없는 통화’를 위한 공법도 숨어 있습니다. 일반적으로 스마트폰 안테나 성능은 메탈 프레임의 두께에 크게 좌우됩니다. 메탈 프레임 내부 공간이 넉넉할수록 외부 충격이나 환경 변화에 안정적인 안테나를 만들 수 있죠. 갤럭시 S7 시리즈 개발진은 초음파를 활용한 자체 기술로 메탈 프레임 자체에 안테나를 용접하는 데 성공했습니다. 그 결과, 공간적 제약을 극복하면서도 안테나 성능은 우수하게 유지하는 스마트폰을 제조할 수 있게 됐죠.

위 과정을 포함, 갤럭시 S7 엣지의 메탈 프레임을 완성하려면 20단계 이상의 정밀 가공 공정이 필요합니다. 모든 공정을 빠짐없이 마치고도 크고 작은 신뢰성 검증 테스트와 엄격한 오차 관리 절차를 추가로 거쳐야 합니다. 갤럭시 S7 엣지의 매끈한 외관과 유려한 디자인은 이 모든 과정을 거친 결과입니다.

어떤 경우에도 기능성을 포기하지 않는다, 그러면서도 소비자가 원하는 최적의 디자인을 지향한다…. 얼핏 상충되는 듯한 두 가지 ‘미션’을 수행하기 위해 갤럭시 개발진은 묵묵하게, 그러면서도 치열하게 달려왔습니다. 지금 시장에서 호평 받고 있는 갤럭시 S7 시리즈는 그 성과인 셈입니다. 이들이 선보일 다음 번 혁신은 또 어떤 모습일까요? 삼성전자 뉴스룸은 그 과정도 독자 여러분께 가감 없이 전달해드리겠습니다.

※갤럭시 S7 엣지 제조 공법의 비밀을 좀 더 알고 싶으시면 아래 영상을 참조하세요

We carve the #GalaxyS7edge out of aerospace-grade metal. Because innovation starts when you look to the stars. https://t.co/O8oEip9aq9

— Samsung Mobile (@SamsungMobile) 2016년 4월 2일

Designed from top to bottom for a look that's on-point. #GalaxyS7 #GalaxyS7edge https://t.co/PRDpJoZAXz

— Samsung Mobile (@SamsungMobile) 2016년 4월 5일

[1]금속을 녹인 후 금형에 주입, 형상을 찍어내는 방식. 두께가 얇은 기계나 전자 부품 제작 시 활용됩니다. 하나의 금형으로 수만 개 제품을 생산할 수 있지만 정교한 형상을 구현하기 어렵고 표면 균일도가 떨어지는 단점이 있습니다

[2]다이캐스팅으로 만들어낸 제품 표면에 도료를 덮어 색을 입힌 후 표면을 매끈하게 만드는 작업

[3]yield strength. ‘소재가 변형되는 강도’를 의미합니다. 갤럭시 S7의 알루미늄 소재의 항복강도는 300MPa에서 350MPa 수준입니다