화학뉴스

일본기업들이 금속 소재의 3D 프린팅 기술을 실용화하기 위해 관련 연구에 총력을 기울이고 있다.
일본은 도요타(Toyota), 닛산(Nissan), 혼다(Honda) 등 자동차 메이저, Gun Ei Chemical, Cmet, Daido Steel, Teijin Nakashima Medical, Furukawa Electric 등 32사가 참여하는 차세대 3D적층조형기술 종합개발기구(TRAFAM)를 통해 3D 프린팅 관련 기술 개발에 박차를 가하고 있다.
3D 프린팅 기술은 수지소재의 사용 비중이 90% 수준이지만 TRAFAM는 산업용으로 금속소재를 사용하는 방안에 대한 연구를 진행하고 있다.
2019년까지 조형에 걸리는 속도를 시간당 500cc로 높이고 정밀오차는 20마이크로미터로 기존의 5분의 1 수준으로 낮추며 조형 가능한 사이즈를 1000×1000×600밀리미터로 3배 늘리겠다는 목표 아래 관련기업들이 연계를 강화하며 개발을 추진하고 있다.
또 서로 다른 금속끼리 적층할 수 있도록 해 설비의 가격을 기존의 절반 이하인 5000만엔 아래로 낮추는 것 역시 목표로 설정하고 있다.
Daido Steel, Sanyo Special Steel, Fukuda Metal Foil & Powder, Toyo Aluminium 등이 소재 개발을 담당하고 있다.
프로젝트 개발로부터 2년이 지난 현재 니켈 합금 등을 시간당 250cc 조형 가능하게 됐으며 조형속도를 기존의 5배로 올려놓는데 성공했다.
광원은 전자빔과 레이저빔을 사용하고 있으며 에너지 효율이 높고 고강도가 필요한 용도에서는 전자빔을 사용할 수 있도록 개발하고 있다.
현재 스웨덴의 1사만이 전자빔 사업화에 성공했으며 TRAFAM에서는 일본 산업기술종합연구소(AIST), Tohoku University, Tada Electronic, JEOL, Cmet 등이 공동으로 설비 개발에 나서고 있다.
주물에 사용하는 목형을 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있는 모래 조형속도도 고효율화를 통해 시간당 10만cc로 10배 이상 늘려놓을 계획이다.
기존의 기술을 디지털화함으로써 목형 작업자 감소에 대비하고 미세한 인공모래를 사용해 목형으로는 불가능한 복잡한 형태를 만들 수 있도록 하고 있다.
인공모래와 인공모래를 굳히는 바인더는 Gun Ei Chemical, Itochu Ceratech가 개발하고 있다.
차세대 금속 3D프린터는 항공우주산업, 자동차, 헬스케어 시장에서 사용이 확대될 것으로 기대되고 있으며 TRAFAM은 하드웨어뿐만 아니라 킬러 애플리케이션 개발도 중요하다고 판단하고 관련 기술 구축에 박차를 가하고 있다. (K)