기존 금속 3D 프린팅 장비에 비해 5배 빨리 원하는 금형을 만들 수 있는 3D 프린팅 기술이 개발된다.
한국기계연구원은 29일 '금속 3D 프린팅 융합연구단' 개소식을 갖고 3년간 260억원이 투입되는 3D 프린팅 융합 기술 개발을 본격화한다고 밝혔다. 국가과학기술연구회가 연구단을 지원하고 한국기계연구원 주관으로 4개의 출연연구소와 대림화학 등 9개 기업, 9개 대학이 연구단에 참여한다.
금속 3D 프린팅은 일반적으로 'DED(Direct Energy Deposition)', 'PBF(Powder Bed Fusion)', 'ME(Material Extrusion)' 등으로 나뉜다. 연구단은 부가가치가 높고 실제 적용이 가능한 분야에서 3가지 금속 3D 프린팅 방식의 장비, 공정, 재료를 모두 개발할 예정이다.
우선 고출력 레이저와 금속 분말, 금속 와이어를 이용해 금형을 제작하는 DED 방식에서는 금속물질을 3D 형상으로 쌓는 적층 속도를 5배 이상 높이는 게 목표다.
복잡한 형상 제작에 용이한 PBF 방식의 경우 정밀도를 2배 높여 적용 분야를 확대한다는 계획이다. 특히 연구단은 PBF 방식의 프린팅 기술 고도화로 고령화 사회에 대비한 인공관절을 만들 계획이다. 보통 인공관절은 인체에 해롭지 않은 티타늄을 이용하는데 3D 프린팅용 티타늄 분말은 1kg당 700달러로 전량 수입에 의존하고 있다. 연구단은 현재 가격보다 절반 정도 싸게 티타늄 분말을 생산하는 기술을 개발키로 했다.
ME 방식은 주로 액체 상태의 플라스틱을 밀어내 형상을 만드는데 금속에 이 방식을 적용하려면 고온에서 금속을 녹여야 한다. 연구단은 300℃의 비교적 낮은 온도에서 녹는 합금금속을 개발, 3차원 회로를 만드는 공정 및 장비를 개발할 계획이다.
이창우 단장은 "3년간 개발할 예정인 금속 3D 프린팅 기술은 금형, 인공관절, 3차원 회로제작 등 다양한 분야에 실제로 적용할 수 있도록 할 것"이라고 밝혔다.