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  • 기사등록 2022-11-18 15:33:48
  • 수정 2022-12-01 10:04:27
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▲ 인하대 ‘D-tool’ 팀이 ㈜창성과 산학 프로젝트를 통해 DED 방식 3D프린팅용 금형강 분말을 평가하고 국산화에 기여했다.



‘첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성 사업’(사업단장 신진국 한국전자기술연구원 동남권지역본부장)을 통해 3D프린팅으로 산업 현장의 난제를 해결한 산학 프로젝트가 우수성을 인정받았다.


한국전자기술연구원이 주관을 맡고 있는 ‘첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성사업’에서 수행한 산학 프로젝트 1건이 산업통상자원부가 주최한 ‘2022년 산학 프로젝트 챌린지’ 본선 결과 산업통상자원부 장관상을 수상했다.


‘산학 프로젝트 챌린지’는 산업부의 49개 ‘산업혁신인재성장지원사업’을 통해 지원하는 산학프로젝트 중 우수 사례를 평가·발굴해 참여학생의 사기를 진작시키고 성과를 확산·공유하는데 목적이 있다.


산학 프로젝트는 산업현장에서 나타나는 기술적 문제에 대하여 기업, 대학, 학생이 함께 해결해 나가는 현장중심형 교육과정이다. 40개 사업단 석·박사 학생들이 산업현장에서 나타나는 기술적 문제를 기업과 함께 연구한 산학프로젝트 426개 중에서 제품 제작, 특허출원, 논문게재, 애로기술 해결 및 사업화 여부 등을 종합적으로 심사한 결과 총 132건이 본선진출 했으며, 본선심사를 거쳐 산업통상자원부장관상 10점과 한국산업기술진흥원장상 10점이 시상됐다.


첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성사업에서는 인하대 ‘D-tool’ 팀(박정현 박사 2학년, 신동원 석사 2학년)과 ㈜창성이 협업을 통해 수행한 ‘DED(Direct energy deposition)용 분말 및 적층재 특성 분석’ 프로젝트가 산업부 장관상을 수상했다.


DED 방식 3D프린팅은 금속 분말이나 와이어에 열을 가해 녹여 원하는 형태로 붙여서 굳히는 기술로 마모나 손상된 부품 수리용으로 널리 활용되고 있다. 특히 보수 및 수리가 빈번한 금형 산업에 DED 3D프린팅 적용이 확대되고 있지만 DED용 금속 분말소재는 대부분 수입에 의존하고 있다.


DED용 금속 분말의 경우 평균 50~90μm의 크기 분포를 가져야 하는 등 분말 조성, 형상, 크기가 정밀하게 제어되어야 하는데, 공정에서 요구하는 분말 특성을 잘 알아야하고 3D프린팅으로 적층 후 기존 해외 금속 분말과의 차이도 확인이 필요하다.


이에 인하대 ‘D-tool’ 팀은 ㈜창성에서 제조한 DED용 금형강(AISI D2) 분말을 가지고 주요 미세조직 및 기계적 물성을 분석하고 DED 3D프린팅에 적합한지 피드백을 제시했다. 또한 최종 개발된 분말을 DED 방식 3D프린팅으로 시편을 제작한 결과 개발된 분말이 기존 제조 방식으로 만든 금형강 소재와 기계적 특성이 유사하고 마모특성은 더욱 우수한 것을 확인했다.

이러한 특성을 가진 DED용 금형강 소재를 금형 수리에 적용하면 공정감소, 원가절감 등의 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대되고 있다. 또한 창성이 추진 중인 금속 3D프린팅용 분말 국산화와 사업 확장에 기여할 것으로 기대된다.


이번 산학 프로젝트를 통해 개발된 연구결과는 논문(2건), 학회발표(5건) 등 성과로 이어졌고 용사기술워크숍에서 우수발표상을 수상하기도 했다.


한편 ‘첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성 사업’은 의료·자동차·조선 등 주력산업 제조혁신에 기여할 3D프린팅 관련 핵심·응용기술을 가진 석·박사급 R&D 전문인력을 연간 60명씩 양성하고 취·창업으로 연계하는 것을 목표로 하고 있다. 현재 울산대, 전북대, 단국대, 한국공학대, 인하대, 경북대 등 6개 대학과 150여개의 컨소시엄 기업이 참여 중이다.

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