진화하는 금속 3D프린팅…SMR 부품·소재도 만든다

원자력·핵융합 발전, 우주·항공 등의 분야에 필요한 소재와 부품을 ‘3차원(3D) 프린팅’으로 생산할 수 있는 원천기술이 나왔다.

KAIST 원자력및양자공학과 류호진 교수 연구팀은 고부가가치 금속이나 세라믹, 탄소 강화합금 등을 만들 수 있는 ‘분말 표면제어 및 강화 이식기술’을 개발했다고 13일 밝혔다.

금속 3D프린팅은 복잡한 형상의 소재나 부품을 금형 없이 생산할 수 있어 각광받고 있다. 하지만 제조 가능한 금속이 스테인리스강, 니켈, 티타늄 정도로 제한적이다. 또 원재료인 분말 상태에 따라 강도, 표면 거칠기 등 완성품의 품질 편차가 크다.

연구팀은 알루미늄과 탄화붕소 복합재 분말 등을 ‘코어셸’(땅콩처럼 바깥 껍질과 안쪽 내용물이 분리된 것) 구조로 설계해 분말 품질을 고순도로 높이는 기술을 개발했다. 이 분말로 원전 주요 계통에 쓸 수 있는 중성자 흡수용 소재 등을 3D프린팅으로 찍어내는 데 성공했다. 기존 3D프린팅으론 생산할 수 없는 세라믹, 탄소복합재 등도 제작이 가능한 것으로 알려졌다. 3D프린팅 실증은 중소기업 하나에이엠티가 지원했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com