(Part of the new hybrid setup developed by WSU researchers that creates parts using precise computer programming and two welding heads. It uses commonplace, relatively inexpensive tools, so manufacturers and repair shops could potentially use this method in the near future. Credit: Washington State University)
금속 3D 프린팅은 제조업에서 새로운 혁신을 일으키고 있습니다. 무조건 3D 프린터로 출력하는 게 저렴하진 않지만, 내부 구조가 복잡한 금속 제품을 한 번에 출력하거나 제트 엔진의 팬 블레이드처럼 곡면을 지닌 부품을 출력하는 데 있어 매우 이상적인 제조 방식입니다.
워싱턴 주립 대학의 과학자들은 여기에 한 걸음 더 나아가 기존의 금속 가공 기술을 활용한 새로운 3D 프린팅 기술을 개발했습니다. 연구팀이 주목한 것은 나무의 나이테나 뼈처럼 서로 강도가 다른 조직이 교대로 나타나면서 강도가 더 늘어나는 현상입니다.
연구팀은 두 개의 용접 기계를 이용해 두 가지 서로 다른 금속층을 교대로 출력해 서로 붙였습니다. 그리고 이를 위해 완전히 새로운 장치를 개발하는 대신 일반적으로 사용되는 용접 기계와 CNC 가공 기계, 그리고 컴퓨터를 이용했습니다.
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연구 결과 스테인리스 스틸과 일반 철 두 가지 형태의 금속을 나이테처럼 출력한 금속 제품은 하나만 사용했을 때보다 33-42% 더 튼튼했습니다. 기존의 금속 제조 방식으로는 쉽게 흉내낼 수 없는 3D 프린팅 기술만의 장점이 새롭게 부각된 셈입니다.
여담이지만, 합금에서 각 원소의 비율처럼 어떤 금속 제품들을 서로 층층이 쌓는지에 따라 다른 성질이 나올 수 있지 않을까 생각해 봅니다.
참고
https://techxplore.com/news/2023-06-3d-printing-method-metals.html
Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39230-w
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