[한국기술뉴스] 조선대학교 기계공학과 안동규 교수 연구팀은 레이저 빔 출력과 분말 두께를 조절하는 등가적층 제척높이 제어방법을 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2020년 05월 28일 특허를 출원(출원번호 제1020200064017호)했다. 특허 명칭은 '등가적층 체적높이 제어방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

3D프린터의 등장으로 제품을 깎아 만들던 방식이 아닌, 쌓아서 만드는 적층 제조가 가능해지면서 제조업계에 새로운 패러다임이 열렸습니다. 최근에는 적층 제조 방식이 제조업뿐 아니라 항공우주, 건축 등 다양한 산업에 활용되어 수요가 날로 증가하고 있습니다. 적층 제조 방식은 사용하는 소재나 분사 방식, 경화 방식에 따라 다양한 종류로 분류됩니다. 그 중 DED 공정은 금속분말을 분사함과 동시에 레이저빔으로 융용시켜 한 층씩 쌓아 올리는 방식입니다. 

타 공정에 비해 속도가 빠르고 국부적인 수리가 유리하다는 장점이 있습니다. 하지만, 금속분말을 분사하는 방식을 사용하기 때문에 정밀도가 떨어지고 경사면에서 균일성이 떨어지는 문제가 있습니다.

조선대학교 안동규 교수 연구팀은 레이저빔의 출력과 분말의 공급을 조절해 경사면에서의 품질 저하를 방지하는 방법을 개발했습니다.

레이저빔으로 금속분말을 융용시켜 한 층씩 적층하여 제품을 제조합니다. 경사면의 경우 기울기를 갖고 있어 정상 면적에 비해 더 큰 면적을 갖고 있습니다. 그로 인해 열 손실이 발생하며, 열영향부가 불균일하게 형성돼 금속층의 두께가 일정하지 않게 적층됩니다. 이때 레이저빔의 출력과 속도를 조절해 열영향부의 축소나 확대를 조절할 수 있습니다. 또한, 금속분말의 공급량을 조절해 비드의 크기를 조절할 수 있어, 원하는 크기의 비드를 균일하게 생성할 수 있습니다.

본 방법을 활용할 경우 DED 공정에서 발생하는 경사면에서의 불균일 문제를 해결할 수 있어, 제품의 크랙 발생을 방지할 수 있습니다.

본 방법을 통해 DED 공정에서의 문제점을 개선하여 제품의 불량률을 낮추고 균일하고 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다.