원자력연 ‘하이브리드 소재 제조 3D 프린팅 기술’기술이전

3D 레이저 프린트로 철에 세라믹(짙은 회색 부분)이 섞인 자동차 디스크 브레이크를 제작하고 있다.(자료제공: 원자력연)

원자력용 첨단 소재 제조기술이 벤처 창업으로 이어져, 3D 프린팅 기반 소재·부품·장비 신산업에 도전한다.
한국원자력연구원(원장 박원석)은 2018년 개발한 ‘하이브리드 소재 제조 3D 프린팅 기술’을 ㈜HM3DP(대표 김동석)에 이전한다고 지난달 7일 밝혔다.
이 기술은 당초 원전에서 사용하는 사고저항성 핵연료 피복관을 만들기 위해 개발된 것으로, 3D 프린팅을 이용해 원하는 금속들을 정밀 혼합하고 쌓아올려 신소재를 만들어낼 수 있다. 현재 국내를 포함한 미국, 일본, 유럽에 특허 등록이 완료된 상태다. 최근 국내 엔지니어가 이 기술에 관심을 갖고 기술 이전과 벤처 창업으로 3D 프린팅 기반 소부장 신산업에 도전하겠다고 밝혔다.
하이브리드 소재는 성능이 우수해 폭넓은 수요가 예상되어 소재 산업 분야에서 새로 각광받는 분야이다. 하지만 여러 종류의 금속이나 세라믹 소재를 자유자재로 혼합할 수 있는 기술이 없어 꿈의 소재로만 여겨졌다.
원자력연구원 김현길 박사팀은 3D 레이저 프린팅 기술을 기반으로 금속과 세라믹 분말을 자유자재로 조합하는데 성공했다. 연구원은 3D 프린터를 자체 설계, 제작하고, 사용 목적에 맞는 둘 이상의 금속 분말을 최적의 비율로 혼합하고 레이저 열원 강도를 조절해 원하는 부품을 제작하는 노하우 기술을 개발했다. 즉 ‘빠르고 정확한 물질의 결합’이 가능해진 것이다. 다양한 소재분말을 제어하고 혼합하는 공정은 그 동안 국내외 3D 프린터 업체에서는 시도하지 못한 새로운 기술이다.
연구원은 ㈜HM3DP와 함께 해당 기술을 더욱 고도화해 자동차, 반도체, 신소재 산업체들이 다양한 소재와 부품에 즉시 적용할 수 있도록 맞춤형으로 제공할 계획이다.
원자력연구원 김현길 박사는 “하이브리드 소재 부품 제조 3D 프린팅 기술은 연구원의 선도적인 기술 혁신의 성과”라며 “원자력 산업 뿐 아니라 이런 소재 기술이 필요한 에너지·환경, 국방, 우주 산업 등에 실질적으로 쓰일 수 있도록 기술력을 강화해 나갈 것”이라고 말했다.