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  • 기사등록 2019-08-09 10:18:57
  • 수정 2019-08-09 10:21:00
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산업통상자원부가 지원하는 ‘첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성 사업’(총괄 주관기관: 전자부품연구원, 단장:신진국, 참여기관:3D융합산업협회)의 일환으로 지난 1년간 추진된 산학 프로젝트는 학생(구직자)과 기업을 매칭시켜 3D프린팅 기술을 활용해 프로젝트를 완수함으로써 경험을 쌓을 수 있는 기회를 제공했다. 울산대, 전북대, 단국대, 한국산업기술대 등 1차년도 사업 참여대학 4곳의 석·박사 과정 학생 41명이 참여했으며 사업 컨소시엄 기업, 3D프린팅 공급기업, 수요산업분야 기업을 대상으로 실시한 수요조사를 통해 발굴된 총 26건의 프로젝트가 진행됐다.
무엇보다 이번 프로젝트에서는 학생과 기업이 함께 소통을 통해 니즈를 발굴하면서 기술애로 해결은 물론 국내 제조업 경쟁력 강화를 위해 시급한 3D프린팅 어플리케이션 발굴이라는 부가적인 효과도 창출했다는 점이다. 이에 본지는 산학 프로젝트에 참여한 학생들의 인터뷰를 통해 3D프린팅을 통한 문제 접근 방식과 성과를 알아보는 연재기획을 마련했다.

산학프로젝트는 이상과 현실의 간극과 한계를 극복하는 과정


■ 이번에 수행한 산학 프로젝트 주제 선정 과정과 성과는
지도교수님이신 신흥섭 교수님과 ㈜해성에이티에서 김 양식 시스템을 개발하는 산학프로젝트를 진행했다. 기존의 김 양식은 바다에서 김을 키우는 방법인데 박테리아의 감염으로 인한 김의 품질 하락을 방지하고자 박테리아를 제거하기 위해선 화학물질이 사용되고 있었다.

화학물질 사용으로 인해 바다 환경오염의 문제가 수반된다. 그래서 ㈜해성에이티에서는 육상의 양식장에서 해수를 이용하여 김을 양식하는 최적의 조건을 찾고 있었고 이에 산학프로젝트 과제 목표를 여기에 맞췄다.

최적의 조건을 찾기 위해 해수의 유량을 바다와 같이 맞춰주기 위한 노즐이 필요했다. 그래서 3D프린팅을 이용하여 조건에 맞는 시제품 및 노즐 제작을 추진하게 됐다.



■산학 프로젝트를 기업들과 수행하면서 어려웠던 점은
해성에이티는 충남 서천에 위치해 학교와 거리가 많이 멀어서 학교와 기업을 왕복을 하는 것이 많이 힘들었다. 여기에 김 양식과 김에 대한 지식을 가지고 있지 않았다. 그래서 기업에서 무엇을 원하는지 정확히 알기가 어려웠고, 소통하는데 어려움이 존재했다. 그래서 김 양식의 방법, 세척, 건조 등 여러 과정에 대한 논문을 찾고 공부를 추가적으로 해야 하는 부분에서 어려움이 있었지만 새로운 것을 알아가는데 재미도 있었다.


생소한 3D프린팅과 김 양식 적용 어려움, 시행착오와 공부로 문제해결
육상 김 양식장 해수 유량 노즐 제작, 실패 경험 통한 제품개선 자신감


▲ 김형석 한국산업기술대 학생이 ㈜해성에이티의 오승섭 대표와 현장조사 및 토의를 통해 양식조에서 요구되는 해수 분사 및 분무용 노즐을 설계 및 3D프린팅하고 김 양식장 현장에서 성능평가를 했다.


■ 3D프린팅을 적용하면서 느낀 개선해야할 점은
대학원에 석사로 진학 하고나서 3D프린팅을 접하게 됐다. 그래서 실제로 3D프린터를 많이 다뤄보지 못했고, 실험을 많이 해보지 못했다. 처음 노즐을 프린팅 할 때 필라멘트의 충분한 양을 예측하지 못하여 중간에 중단되는 일이 있었다. 필라멘트 업체에 아침부터 전화하여 퀵 배송으로 받아서 다시 프린팅을 진행했었던 적이 있었다.

또 다른 경우는 제작품을 프린팅 할시 놓는 방향에 따라 차이가 있다는 것이다. 처음에는 노즐을 세워서 프린팅을 진행하였으나, 중간에 제작품이 엎어지는 경우가 있었다. 추후 노즐을 뉘어서 프린팅을 진행하니 해결이 됐다. 3D프린터를 사용함에 있어 여전히 어려운 점은 이론적인 설계와 실제 프린팅 사이에는 다소 차이가 존재한다는 것이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해선 프린팅을 자주 실시하여 경험적으로 체득하거나 상급자가 있다면 조언을 구하여 얻는 방법밖에 없다는 것이 아쉽다.


■다시 프로젝트를 할 수 있는 기회가 주어진다면
초기 산학 프로젝트를 진행 할 때에는 현실과 이상의 간극과 한계를 가늠하기 어려웠다. 이상적으로는 여러 노즐의 아이디어가 나왔지만 프린터 자체에서 생산할 수 있는 크기의 한계, 필라멘트의 내구성, 노즐의 접합 부분의 한계 등 여러 제약조건들이 존재하였다. 최종적으로는 노즐을 만들었지만 여전히 아쉬운 점이 많이 존재한다.

추후 다시 프로젝트를 진행하게 된다면 처음부터 이러한 제약조건을 인지를 하고 더 나은 제품을 만들도록 할 것이다. 또한 보다 다양한 3D프린터를 익히고 타 대학교와 연계해 기술 개선을 위한 다양한 가능성을 알아보고 싶다.

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