금속 3D 프린터 기업 인스텍의 적층 제조 기술이 의료·우주 분야에서 성과를 내고 있다. 생체금속 코팅 기술을 적용한 인공고관절 제품이 미국식품의약국(FDA) 판매 승인을 받았다. 인스텍은 다중소재를 활용한 로켓 노즐 생산에도 성공했다.
인스텍은 모회사 코렌텍과 함께 MPC(Metal Porous Coating) 기술을 활용한 인공고관절 제품을 개발했다. MPC는 인공관절 표면에 다공(多空)성 구조 패턴을 코팅하는 기술이다. 표면에 뼈가 자랄 수 있도록 하기 위해서다.
기존에는 인공관절 표면에 티타늄 분말을 분사해 제작했다. 인공관절과 티타늄이 완전히 융합되지 않는다는 단점이 있었다.
인스텍은 인공관절 제작에 MPC 기술을 활용하면 단단한 결합력과 일정한 품질을 가진다고 설명했다. DED(Direct Energy Deposition) 금속 3D 프린팅 방식을 활용해 인공관절과 티타늄 분말이 녹았다 결합하기 때문이다. DED 프린팅은 레이저로 모재를 녹이고 생성되는 용융 풀에 금속분말을 공급해 합금화하는 방식이다.
인스텍의 DED 방식을 적용한 인공고관절 제품은 FDA 승인을 획득했다. 제품은 퇴행성 병변, 골절, 종양 등으로 손상된 엉덩이 관절 비구부를 대체할 수 있다.
인스텍은 DED 기술을 활용해 복합소재 로켓 노즐도 제작했다. 로켓 노즐은 우주 환경 특성상 상부와 하부별로 발열, 열 유량 등 요구사항이 다르다. 서로 다른 소재를 부위별로 적용하는 추세다.
인스텍은 두 소재를 점진적으로 조성을 바꾸면서 붙이는 방식으로 복합소재 로켓 노즐을 생산한다. 이때 레이저로 표면을 녹이고 금속분말을 공급하는 DED 방식을 활용한다. 제작 과정에서 장시간 동안 분말을 정량 공급하는 제어 기술이 필수다.
인스텍은 실시간으로 분말 공급량을 모니터링하는 제어 시스템을 구축했다. 오차범위 5% 내로 공급한다. 최대 6개의 분말을 독립적으로 제어할 수 있다. 인스텍은 다중소재로 단일 부품을 만드는 제작 방식이 우주산업 핵심 기술이 될 것으로 전망한다.
인스텍은 검증된 기술력을 바탕으로 사업영역을 확장한다. 코렌텍과 함께 코팅 기술을 적용한 인공무릎관절, 인공발목관절 상용화를 준비하고 있다. MPC 기술과 다중소재 제조 기술의 활용 범위 역시 반도체, 항공우주, 선박 등으로 넓힐 계획이다.
송윤섭기자 sys@etnews.com
