이정훈 한국생산기술연구원 울산본부 수석연구원(첨단정형공정연구그룹장)은 3D프린팅 산업에서 특화 분야인 '세라믹 3D프린팅' 전문가다.
세라믹 3D프린팅은 금속 주조품을 만들기 위한 세라믹 소재의 주형(주조 틀)을 3D프린터로 제작하는 기술이다. '주물사 3D프린팅'으로 부르기도 한다.
이정훈 수석연구원은 “주형 제작에 3D프린팅을 적용하면 다양한 크기의 주형을 빠르고 쉽게 설계·생산할 수 있고 주형 정밀도도 높일 수 있다”면서 “주조기업은 주조품 다각화, 비용 절감 등 경쟁력을 높일 수 있는 유용한 수단”이라고 설명했다. 하지만 열에 강한 세라믹 소재를 녹여 프린팅으로 제품을 만드는 것은 고도의 기술이 요구되는 어려운 분야다.
이 수석연구원은 포항공대에서 학사와 석사, 박사학위를 받았다. 재학시절 철강과 합금 미세조직 변화와 변형 분석, 합금 변형 집합조직 제어, 고강도·경량 구조소재 피로도 및 신뢰성 평가 등을 연구했다. 박사 과정 때는 교각, 빌딩 등 뼈대가 되는 금속구조재료에 집중해 미세 조직 분석과 강도, 연성 등을 최적화하는 제어방안을 연구했다.
한국생산기술연구원에 들어와 해당 연구 노하우를 3D프린팅, 3D스캐닝에 접목하며 3D프린팅용 금속·세라믹 소재와 공정기술을 연구하고 이를 산업 현장에 접목하고 있다.
이 수석연구원은 “주조품을 생산하려면 먼저 주형을 만들어야 하고 주형은 주조품 생산과 품질을 좌우한다. 주형 표면과 주물 재료 간 발생하는 미세한 반응에 따라 주조 품질이 크게 달라질 수 있다”며 “세라믹 3D프린팅과 3D스캐닝은 대면적을 포함해 다양한 크기의 주형 제작에서 주물 재료와 주형 간 반응, 이러한 현상을 연구하고 제어해 주조 경쟁력을 높일 수 있는 기술”이라고 말했다.
정부 지원 과제와 연계해 울산 3D프린팅제조공정센터에 세라믹 3D프린팅 장비를 구축하고 조선기자재, 자동차부품 중소기업을 대상으로 주형 설계와 제작을 지원하고 있다.
선박 엔진 내 실린더 블록 주조품을 생산하는 A사는 선박 사용 연료 변화에 대응할 수 있는 실린더 블록 제품 다각화에 성공했다. 세라믹 3D프린팅 장비와 이를 활용한 주형 다각화 공정 지원이 있어 가능했다.
이 수석연구원은 선박용 메탄올 엔진을 시작으로 청정에너지인 수소 기반 선박 엔진용 실린더 블록으로 주형 다각화 설계 지원을 확대할 계획이다.
차량 구동부 너클류 제조 B사도 세라믹 3D프린팅 장비 활용과 공정 지원에 힘입어 다양한 너클류 생산 대응 체제를 구축했다. B사는 차종 및 차량 디자인에 따라 수시로 바뀌는 너클류 제품 수요 대응에 어려움을 겪어왔다.
이 수석연구원은 “지역 중소제조업은 기술이나 제품 트렌드 변화에 즉시 대응하기 어렵다. R&D 투자 여력은 물론 인력 확보도 쉽지 않기 때문이다. 그래서 현장을 직접 찾아 세라믹 3D프린팅 장비를 알리고 활용을 유도하고 있다”며 “신기술 개발까지는 아니라도 중소기업이 당면한 제품 다각화나 애로 기술을 해결해 줄 수 있는 역할을 하고 싶다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
