▲ 자이브솔루션즈와 니콘 인스트루먼트 코리아가 개최한 ‘제1회 차세대 금속적층 심화기술 세미나’에 많은 산학연 관계자들이 몰렸다.

금속 적층가공으로 부품 양산이 확대되면서 품질관리를 위해 필요한 선진 품질검사 및 설계기술을 전문가들과 함께 심층적으로 논의하는 세미나가 성황리에 마무리됐다.

주원의 3D프린팅솔루션 자회사인 ㈜자이브솔루션즈(대표 윤두훈)는 니콘 인스트루먼트 코리아와 공동으로 지난 6월20일 서울시 송파구에 위치한 가든파이브 Tool동 10층 대회의실에서 ‘제1회 차세대 금속적층 심화기술 세미나’를 개최했다. 이날 세미나에는 적층가공(Additive Manufacturing) 공정과 3D출력품 품질관리 방안에 관심이 있는 산학연 관계자 100여명이 참석할 정도로 많은 관심을 받았다.

이는 이번 세미나가 기존에 다루지 않았던 비파괴검사를 활용한 품질관리, 적층가공 공정에 적용할 수 있는 DfAM(Design for Additive Manufacturing:적층제조특화설계) 기법과 시뮬레이션 기술에 대한 실용적인 정보가 중점적으로 다뤄졌기 때문이다.

적층가공이 제조공정에 적용되면서 양산기술로 자리매김하고 있는 가운데, 핵심적인 적층가공 설계기법(DfAM) 및 적층가공 파트의 신뢰도를 측정할 품질관리에 대해 우리나라는 아직 걸음마 단계에 있다. PBF, DED 등 금속 프린팅 공정에서는 레이저 사용으로 발생하는 열을 원활하게 배출하지 못하면 내부 공극(pore/void) 발생 확률이 매우 높아지는 문제점이 있다. 이미 독일, 일본 등 제조 선진국 기업들은 이를 해결하기 위해 비파괴검사의 일종인 CT(컴퓨터단층촬영법)를 품질관리 공정에 도입하고 있으며 적층가공 출력물 신뢰도를 높이고 있다.

이날 니콘의 일본 본사 엔지니어는 CT장비를 이용한 비파괴검사 및 역설계 활용사례에 대해 주제발표했다. 그는 적층가공의 공극 발생문제를 해결하기 위해 X-ray/CT만이 복잡하고 자유롭게 디자인된 DfAM과 같은 형상의 내부구조에 적합한 검사 솔루션을 제공할 수 있다고 강조했다. 원하는 CT 결과값을 얻기 위해선 스팟 사이즈(Spot size), 전류량, 관전압 등 3가지 요소가 중요하며 Micro Focus가 적용된 X-ray/CT 장비에서는 촬영물의 물성과 원하는 공극 검출 사이즈에 따라 이 각기 다른 요소들을 유연하게 적용할 수 있다고 밝혔다. 니콘의 CT 장비는 고출력에서도 작은 스팟 사이즈를 유지할 수 있는 특허기술이 탑재돼 있으며 역설계는 물론 분말 자체의 공극 검출이 가능할 정도의 정밀도를 자랑한다.

니콘은 일본경제통산성(METI)이 자국내 3D프린팅 기술개발 및 시장 활성화를 위해 산학연과 함께 조직한 3D프린팅기술연구조합(TRAFAM)에서 핵심적인 역할을 맡아 CT 기술 확산에 박차를 가하고 있다. 국내에는 한국생산기술연구원 울산본부 등에 320kV급 Micro Focus가 장착된 ‘XT H 320’이 구축돼 있다.

이날 태성에스엔이 유병주 DfAM연구소장은 ‘금속적층가공을 위해 적용되는 DfAM & AM 시뮬레이션 기술’이라는 주제발표를 통해 제작되는 현재 제품에 대한 유한요소법(Finite Element Method, FEM) 기반의 검증 과정은 단편적으로만 행해지고 있는 실정이라고 밝혔다.

그러나 실제 설계 전에 시뮬레이션을 통해 전후 단계에 FEM 해석이 결합된 DfAM 기법, Lattice 형상, 밀도 등에 따른 기계적 성능 예측 시뮬레이션, 금속 AM에서 내부 조직을 제어하기 위한 공정 예측 시뮬레이션 등에 대한 검증 요구가 날이 갈수록 증대되고 있어 이에 필요한 FEM 기반 검증방법을 소개해 눈길을 끌었다.

한국타이어 조재영 박사는 ‘LPBF 기법으로 제작된 Ti-6Al-4V 합금의 미세조직에 대한 이해’라는 주제발표를 통해 합금을 구조용 재료로 사용하기 위한 공정조건의 세밀한 조절을 통한 합금 미세조직의 변형 등 상관관계에 대한 연구결과를 제시해 주목을 받았다.

이날 윤두훈 자이브솔루션즈 대표는 인사말을 통해 “업계에서 최초로 시도한 출력물 품질관리에 대한 세미나가 대한민국 적층가공 산업의 발전에 기여하길 바란다”며 “향후에도 시장의 니즈를 파악해 한발 앞선 양질의 컨텐츠 세미나를 기획하는데 총력을 기울이겠다”고 밝혔다.

한편 자이브솔루션즈는 니콘의 X-Ray/CT 솔루션 외에도 △엔비전텍(envisionTEC) △라이즈 원(Rize One) △나노스크라이브(Nanoscribe) △립프로그(Leapfrog) △유니즈(UNIZ) △HP 3D스캐너 등 해외 우수 3D프린터 회사의 장비와 솔루션을 국내에 보급하고 있다.

▲ 세미나 후 참석자들이 단체 기념촬영에 응하고 있다.