Update2024.04.26 (금)
세계적으로도 걸음마 단계인 세라믹 3D프린팅 기술발전과 시장선도를 위해 산학연 전문가들이 정보를 교류하고 네트워크를 다지는 자리가 마련됐다.
한국산업기술평가관리원 정봉용 세라믹 PD 주관으로 ‘제7회 세라믹 3D프린팅 연구회’가 지난 12일 서울 강남구 테헤란로에 위치한 섬유센터 2층 컨퍼런스홀 C1룸에서 개최됐다.
지난해 4월14일부터 시작된 세라믹 3D프린팅 연구회는 금속 및 고분자 등에 비해 소외받고 있는 세라믹 3D프린팅 기술과 산업을 발전시키기 위해 관심 있는 산학연 관계자들이 결성한 단체로 이번에 처음 공개적으로 개최한 것이다. 이에 세라믹 3D프린팅에 관심있는 한국세라믹기술원, 한국생산기술연구원, 3D프린팅산업협회, 센트롤, 캐리마 등 관계자 50여명이 참석해 뜨거운 관심을 나타냈다.
정봉용 세라믹PD는 개회사를 통해 “4차 산업혁명의 주요기술인 3D프린팅 관련 정부 정책과 R&D 지원이 추진되고 있으나 고분자와 금속 산업에 치중돼 있어 세라믹 산학연관의 노력과 협업이 절실한 상황”이라며 “연구회를 향후 두달에 한번씩 개최해 아직 낯선 세라믹 3D프린팅의 이슈와 트렌드를 공유하고 연구테마와 정책방향을 정부에 전달해 반영되도록 노력하겠다”고 밝혔다.
이날 연구회에서는 △윤범진 전자부품연구원 선임연구원 ‘3D프린팅 개론 및 국가 R&D 동향’ △윤희숙 재료연구소 책임연구원 ‘세라믹 3D프린팅 신기술 소개’ △곽근재 한국화학연구원 선임연구원 ‘세라믹 3D프린팅의 환경에너지 분야 기술 수요’ △김영근 ㈜코마테크놀러지 실장 ‘세라믹 3D프린팅 기술의 산업적용에 대한 수요기업 입장’ 등이 각각 발표됐다.
윤범진 선임연구원은 “세라믹 3D프린팅을 통해 SCR(선택적환원촉매) 촉매를 만들어 부피를 줄이면 발전소의 면적을 감축할 수 있어 비용절약에 기여하는 등 많은 장점이 있다”며 “그러나 현재 국가 3D프린팅 육성 정책이 기반조성이 우선인 경향이 있어 기술개발이 상대적으로 소외되고 있기 때문에 개선이 필요하다”고 밝혔다.
세라믹 3D프린팅 기술개발을 적극 추진 중인 윤희숙 박사는 그간 경험을 통해 “세라믹 3D프린팅 개발은 장비기술 뿐만아니라 소재기술이 반드시 뒷받침돼야 하며 소재 의존성이 고분자나 금속보다도 더욱 크다”며 소재의 중요성을 강조했다.
세라믹 3D프린팅은 고화시키기 어렵고 고화된 후엔 성형가공이 어려우며 소결이 필요하다는 한계를 가지고 있다. 그러나 바인더젯, PBF, 압출적층조형, 광중합(Vat photopolymerization) 등 기존 다양한 적층방식을 통해 세라믹 3D프린팅이 개발 중이다.
현재 세라믹 3D프린팅의 주요 이슈는 금속, 고분자 등과의 융복합이다. GE의 경우 유무기 복합소재를 통해 세라믹 엔진을 개발한 바 있다.
윤희숙 박사는 바이오분야를 타깃으로 압출 후 광경화를 통해 출력물을 굳히는 세라믹 3D프린팅 기술을 개발했으며 알루미나, 지르코니아 등 다양한 소재를 적층할 수 있는 필름형 세라믹 3D프린팅 기술을 개발해 조만간 발표할 예정이다.
윤희숙 박사는 “세라믹 3D프린팅을 연구하면서 결과값이 항상 달라 매우 어려운 분야임을 느꼈지만 정확한 니즈를 파악하고 접근한다면 충분히 성공할 수 있고 세계시장을 선도하는 것이 가능하다”고 강조했다.
광경화 방식 세라믹 3D프린팅을 통한 구조 촉매 및 반응시스템 기술을 연구 중인 화학연구원 곽근재 선임연구원은 촉매를 3D 구조로 만들 경우 낮은 온도에서 구동이 가능해져 에너지를 효과적으로 절약할 수 있는 장점이 있다고 설명했다. 곽 선임연구원은 천연가스를 이용해 합성가스(CO, H₂), 화학연료를 생산할 수 있는 연구개발을 진행 중으로 이에 필요한 촉매를 3D구조로 개발하게 되면 대량생산이 가능하다고 밝혔다. 또한 반응기내에 들어가는 촉매를 모듈형태로 개발해 교체시 시간과 비용을 절감할 수 있도록 할 계획이다.
그는 “SiC(실리콘카바이드) 소재로 촉매를 개발한다면 촉매 원천기술 확보가 가능할 것”이라며 “세라믹 3D프린팅을 통해 35조원 규모의 세계 화학촉매시장을 선점하고 수입대체 효과도 클 것으로 기대한다”고 밝혔다.
