(This isotropic, neodymium-iron-boron bonded permanent magnet was 3-D-printed at DOE's Manufacturing Demonstration Facility at Oak Ridge National Laboratory. Credit: Oak Ridge National Laboratory)
(Composite pellets are melted, compounded, and extruded layer-by-layer into desired forms. Credit: Oak Ridge National Laboratory)
미국 에너지부 산하의 오크 릿지 국립 연구소의 과학자들이 3D 프린터로 강력한 자석을 출력하는데 성공했습니다. 네오디뮴 - 철 - 붕소 neodymium-iron-boron (NdFeB) 소재를 이용해서 적층 공정으로 제조한 것으로 오크 릿지 국립 연구소 내의 Big Area Additive Manufacturing (BAAM) 설비를 이용해서 제작되었습니다. 잉크는 65%가 NdFeB 분말이고 35%는 접착제 역할의 폴리아마이드 (polyamide (Nylon-12)) 입니다.
이렇게 해서 만든 자석은 매우 다양한 형태로 제조할 수 있을 뿐 아니라 성능 면에서도 기존의 영구 자석 못지 않다는 것이 연구팀의 설명입니다. 심지어 기존 방식으로 제조한 자석에 비해서 더 우월한 (outperform) 성능을 보여주기도 했다고 하네요.
(동영상)
프로젝트의 리더인 오크 릿지 국립 연구소의 파란스 파란싸만 (Parans Paranthaman)에 의하면 3D프린터로 출력한 영구 자석에는 여러 가지 큰 이점이 존재합니다. 첫번째 장점은 원하는 모양으로 다양하게 출력이 가능하다는 점입니다. 크기에도 제약을 받지 않기 때문에 이전 공법으로는 제조할 수 없었던 초대형 자석도 제작이 가능합니다.
두 번째 장점은 네오디뮴 같은 희소 원소를 절약할 수 있다는 것입니다. 기존의 공정은 자석을 만든 후 원하는 모양으로 가공하는 것인데 비해 3D프린터는 원하는 모양으로 적층하는 방식이라 원료를 적게 사용하고 제조 과정에서 생기는 손실을 없앨 수 있는 장점이 있습니다.
3D 프린터 자석은 초미세 부품에서 대형 부품에 이르기까지 영구자석이 필요한 곳에 널리 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 다만 내구성, 경제성 등 여러 가지 면에서 만족할만한 결과가 나와야 하기 때문에 앞으로 추가 연구가 더 필요할 것입니다.
참고
Ling Li et al, Big Area Additive Manufacturing of High Performance Bonded NdFeB Magnets, Scientific Reports (2016). DOI: 10.1038/srep36212
댓글
댓글 쓰기