한국지질자원연구원은 서주범 박사 연구팀이 우수한 질감으로 내열성 및 절연성, 내화학성이 높은 천연광물을 3D프린팅 원료로 사용하는 기술 개발에 성공했다고 5일 밝혔다.
서 박사팀은 BJ 접착제 분사방식 3D프린터의 활용 방안 확대를 위해 ‘천연광물 기반 3D 프린팅 원료개발 연구’를 수행하고 있다. 특히 장석, 도석, 고령토, 규석, 납석, 운모 등 도자기 제조(요업 분야)에 사용되는 천연광물을 주요 연구대상으로 하고 있다.
3D프린팅에 투입되는 재료의 종류는 크게 고분자 플라스틱, 금속, 세라믹 또는 복합체로 구분된다. 광물로는 최근 석고(파우더), 모래(molding sand), 진흙, 석분이 사용되고 있으나 최근 적용 분야의 다양화를 위한 새로운 3D프린팅 원료 개발이 요구되고 있다.
천연광물은 전통 세라믹원료와 비교해 비용이 저렴하고 가공이 쉽다는 장점이 있다. 최근 3D프린팅의 제한된 원료와 높은 유지비용 때문에 원료의 다양화를 위한 소재개발의 필요성이 계속 강조되고 있다.
서 박사팀은 안정성과 친환경성을 갖춘 우리 주변의 다양한 광물을 BJ 3D프린터 원료로 활용하기 위해 선결 조건인 원료입자의 복합화와 원료파우더 결합방법의 기술적 어려움을 해결했다.
이렇게 개발한 원료는 BJ 3D프린터에 적용돼 입체 형상을 출력하는데 성공했다. 특히 출력물을 고온으로 열처리할 경우 출력물의 강도가 증가할 뿐만 아니라 기본 형태가 유지되는 것을 확인했다.
서주범 박사는 “첨단IT 및 AI기술의 구현이 가속화되고 있는 시점에서 구조적 안정성과 친환경성을 갖춘 새로운 3D프린팅 원료의 필요성이 다각적으로 제기되고 있다”며 “천연광물을 활용할 경우, 우리 생활에 밀접한 양질의 생활용품은 물론, 정교한 첨단 제품의 다품종 소량생산 등에 다양하게 활용될 수 있다”고 말했다.
김광은 원장 직무대행은 “3D프린팅이 21세기 혁신의 시작이라면, 천연광물의 3D프린팅의 새로운 원료화는 21세기 혁신의 완성으로 가는 지름길이 될 수 있다”며 “광물자원 연구 분야의 노하우와 인프라를 바탕으로 다양한 융복합 연구기술개발 지원을 통해 과학기술분야 ESG 경영을 위해 노력하겠다”고 밝혔다.
