기본 콘텐츠로 건너뛰기

3D 프린터의 혁명 - 액체속에서 초고속 프린팅을 한다


 3D 프린터는 수년 전부터 차세대 기술 혁신으로 주목받고 있습니다. 아직은 산업적으로 널리 사용되지는 않지만 점차 그 범위를 늘려나가면서 여러 분야에서 사용 빈도가 높아지고 있습니다. 하지만 현재의 3D 프린터는 여러 가지 문제도 많이 가지고 있습니다. 그 중 하나는 프린팅 하는데 시간이 많이 걸린다는 것입니다. 일반적인 3D 프린터는 작은 분말이나 겔 상태의 물질을 분사해서 3차원적으로 만들기 때문에 시간이 아주 오래걸릴 수 밖에 없었습니다.
 노스캐롤라이나 대학의 화학과 교수인 요셉 데시몬(Joseph M. DeSimone, professor of chemistry at UNC-Chapel Hill and of chemical engineering at N.C. State)은 여러 동료들과 함께 카본 3D (Carbon3D)라는 신생 스타트업 기업을 설립하고 여기서 기존의 방식보다 25-100배 정도 빠른 초고속 3D 프린터 기술을 상용화하기 위해 노력하고 있습니다.
 재미있는 것은 이들의 기술이 영화 터미네이터2에서 등장하는 액체 로봇인 T-1000과 유사한 느낌을 준다는 것입니다. 연구팀은 아주 빠른 속도로 3D 프린팅을 하기 위해서는 분말을 적층하는 방식이 아니라 바로 액체 상태에서 굳히는 방식이 더 유리하다고 생각했습니다. 현재의 3D 프린팅은 사실상 2D 프린팅을 쌓아올리는 방식에 지나지 않는다는 게 연구팀의 설명입니다. 그러나 새로운 방식인 CLIP(Continuous Liquid Interface Production)은 진짜 3D 프린팅이라고 할 수 있습니다.


(카본3D의 3D 프린터로 출력한 복잡한 구조물. New 3-D technology uses light and oxygen to fuse objects allowing for very quick accurate 3-D printing.
Credit: Screen shot from provided video, courtesy of Carbon3D Inc. )



(동영상)
 이 기술의 핵심은 바로 자외선과 산소입니다. 액체 수지가 들어있는 수조 안에는 작은 창이 있고 여기로 산소와 자외선이 투입됩니다. 산소의 역할은 합성 수지가 굳지 않게 하는 것이고 자외선의 역할은 수지를 굳게 만드는 것입니다. 이런 방식을 이용해서 수지 안에서 단단한 플라스틱 구조물이 3차원적으로 생성됩니다. 기존의 적층 방식보다 훨씬 빠르게 프린팅이 가능한 것은 바로 이 때문입니다. 동시에 매우 정밀한 프린팅도 가능한데, 불과 20 마이크로미터에 불과한 수준의 정밀도를 가지고 있다고 합니다.
 이 신기술은 여러 분야에 응용이 가능할 것 같지만 연구의 리더인 데시몬 교수는 무엇보다 3D 프린팅 분야에 이를 신속하게 상용화 시키기 위해서 대학에 휴직계를 내고 카본3D라는 기업을 창립했다고 합니다. 그에 의하면 연구실안에서만 있는 기술은 누구도 이롭게 하지 않는다고 하네요. 결국 상용화 되어 실제 인간을 이롭게 하는 기술이 진정 의미있다는 이야기겠죠.

 물론 아직 이 기술이 기존의 적층 기술을 대체할 차세대 3D 프린팅 기술인지는 검증되지 않았습니다. 수많은 신기술이 세상에 선보이지만 결국 기존의 기술과의 경쟁 및 상용화 가능성이라는 장벽을 넘지 못하고 시장에 진입도 못해보거나 혹은 시장에서 소리 소문 없이 사라지는 경우가 대부분입니다. 이 신기술이 과연 시장에서 살아남는지는 시간이 증명해줄 문제이지만 개념적으로 놀랍다는 점은 의심할 수 없을 것 같습니다.
참고


Journal Reference:
  1. J. R. Tumbleston, D. Shirvanyants, N. Ermoshkin, R. Janusziewicz, A. R. Johnson, D. Kelly, K. Chen, R. Pinschmidt, J. P. Rolland, A. Ermoshkin, E. T. Samulski, J. M. DeSimone. Continuous liquid interface production of 3D objectsScience, 2015; DOI:10.1126/science.aaa2397

 ​





댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...