우리 연구진이 3차원(3D)프린팅에 활용할 수 있는 금속복합재 분말을 개발했다. 우주항공, 자동차, 국방 등 첨단소재 기술로 적용할 수 있다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 류호진 원자력 및 양자공학과 교수팀이 신소재 합금 및 금속복합재 개발에 필요한 고부가가치 분말을 생산하는 ‘분말 표면 제어 및 강화 이식 기술(SMART)’을 개발했다고 13일 밝혔다.
이번 연구에는 류 교수팀과 한국원자력연구원(김재준 박사), 한국재료연구원(김정환 박사, 이동현 박사)이 참여했다.
기존 기술로는 투입 분말이 파쇄돼 형상이 불규칙한 분말만 생산됐다. 하지만 개발 기술은 세라믹, 고분자, 금속과 관계없이 이식할 수 있어 다양한 분말 기반 첨단 산업(금속 3D프린팅, 우주항공, 모빌리티용 첨단합금)에 모두 적용이 가능하다.
연구팀은 개발 기술을 비구형 고강도 알루미늄 분말에 적용해, 고강도 알루미늄/탄화붕소 금속 복합재 분말 강화재 첨가량을 제어한 후 3D프린팅을 수행했다. 이 복합재는 기존 소재 대비 90% 향상된 강도를 가지는 것으로 확인됐다. 형상을 자유롭게 적층 제조하는 고성능 복합재 제조를 실증했다.
이 연구는 자동차, 무인기 등 경량 모빌리티, 항공우주 및 국방 산업 활용성을 인정받아 생산제조 분야 상위 1% 저널인 ‘적층 제조’에 게재됐다.
연구팀은 개발 분말 기술 국내 특허 등록을 마치고 미국 특허를 출원했다. 산업체로 기술 이전도 진행 중이다. 산학 협력으로 양산 기술을 개발해 적층 제조용 신합금 및 분말 복합화 장비 상용화도 추진할 예정이다.
류호진 교수는 “향후 사용후핵연료 저장 소재, 소형모듈원자로(SMR) 부품, 핵융합 대면재 및 구조재 등 연구에 이번 개발 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자연구사업과 포항공대 헤테로제닉 금속적층제조 소재부품 연구센터 지원으로 수행했으며, 적층 제조 실증은 하나에이엠티 지원으로 진행했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
