3D프린팅으로 합금 만드는 분말 개발

KAIST, 우주항공, 모빌리티용 첨단합금 등에 활용

분말기술 개념도. KAIST 제공

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 원자력및양자공학과 류호진 교수팀은 3D프린팅이 가능한 금속복합재 분말을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번에 개발한 기술은 세라믹, 고분자, 금속과 관계없이 금속 3D 프린팅, 우주항공, 모빌리티용 첨단합금 등에 이식할 수 있다.

연구진은 개발된 분말 기술에 대한 국내 특허 등록을 마치고 미국 특허를 출원했으며, 이를 기반으로 산업체로의 기술 이전을 진행 중이다. 향후 기능성 분말의 정밀 제어 기술을 향상시키고, 기업과의 산학 협력을 통해 양산 기술을 개발해 적층 제조용 신합금 및 분말 복합화 장비의 상용화도 추진할 예정이다.

기존 기술로 금속복합재용 분말을 제조할 때는 투입된 분말들이 파쇄돼 가치가 떨어지는 불규칙한 형상의 분말이 생산됐다.

연구진은 이번에 개발한 기술을 비구형 고강도 알루미늄 분말에 적용해 고강도 알루미늄·탄화붕소 금속 복합재 분말의 강화재 첨가량을 자유롭게 제어한 후 3D 프린팅으로 금속부품을 만들었다. 이렇게 3D 프린팅된 복합재는 기존 소재 대비 90% 향상된 강도를 가졌다. 또 자유로운 형상의 적층 제조가 가능한 고성능 복합재를 만들었다.

류호진 교수는 "향후 사용후핵연료 저장 소재, 소형모듈원자로(SMR) 부품, 핵융합 대면재 및 구조재 등에 활용하면 적층제조 기술을 통한 첨단 에너지 소재부품 개발에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 연구진은 한국원자력연구원 김재준 박사, 한국재료연구원 김정환·이동현 박사와 함께 연구개발해 생산제조 분야 상위 1% 저널인 '적층 제조(Additive Manufacturing)'에 발표했다.