영국의 연구진들이 기업과 공동으로 광섬유를 3D프린팅 기술을 이용해 생산하는 연구를 진행중이다.

영국 사우스햄톤 대학교 연구진들은 은 레이저 재료 프로세싱 기업인 영국 옥스퍼드의 이에스 테크놀로지(ES Technology), 특수 섬유 공급기업인 영국 사우스햄톤의 피버코어(Fibercore) 사, 광섬유 장치 분야 제작회사인 영국 케임브리지의 에스지 컨트롤스(SG Controls)사 등 3개 기업과 공동으로 연구를 진행한다고 외신을 통해 최근 밝혔다.

연구진들은 광섬유의 원재료인 프리폼을 생산하는 현재 기술에서는 연속적인 구조체는 섬유의 형태와 조성을 제어해 광섬유의 디자인과 성능의 다양한 가능성을 제한하고 있다며 길이에 따라, 다양한 복합구조체를 가지는 프리폼을 제작할 계획이라고 밝혔다.

현재까지 가장 마이크로구조화된 섬유는 수작업으로 몇 개의 작은 모세관이나 줄기를 쌓아야하는 노동집약적인 ‘스택-앤-드로(stack and draw)’라는 과정으로 제작하는 불편함이 있었다.

하지만 3D프린팅을 이용한 새로운 적층 제조기술로 연구진들은 길이가 수십 cm 정도인 프리폼을 창조하기 위해 유리 가루를 사용해 레이어별로 단계적으로 형태를 생성하여 복잡한 섬유 구조를 만들 수 있을 것이라고 밝혔다.

하지만 이 과정에는 다양한 어려움이 존재하는데 그중에서도 규소의 경우 2,000℃ 이상의 높은 온도에서 유리를 녹이는 것, 도펀트(dopant)와 굴절률 분포(refractive index profiles)와 도파관 형태 등에 대한 정밀한 제어 그리고 최종적인 섬유의 특성이 변경되지 않도록 레이어 간의 이동을 부드럽게 하는 것 등에 신경을 쓸 계획이라고 연구진들은 전했다.

제이안타 사후 (Jayanta Sahu)교수는 “우리는 우수한 다재료 적층제조(MMAM, Multiple Materials Additive Manufacturing) 장치를 디자인하고 제작하며 적용시켜 규소와 다른 호스트 유리 재료같은 기존의 섬유 형태나 마이크로구조의 섬유 형태 모두에서 광섬유 프리폼을 제작할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.