서울대, ‘물감’처럼 섞이는 필라멘트 3D 프린팅 기술 개발

[캠퍼스人+스토리]
다종 소재 필라멘트 저렴하고 단순한 FDM 방식으로 제작

혼합 필라멘트의 3D 프린팅 및 이를 이용한 다종 소재 출력물의 3D 프린팅 과정. /서울대학교

조규진 서울대학교 교수 연구팀이 물감처럼 여러 재료를 섞어 하나의 필라멘트를 만드는 3D프린팅 기술을 개발했다.

13일 서울대에 따르면 조 교수 연구팀은 이호원 서울대 기계공학부 교수 등과 함께한 연구에서 하나의 필라멘트로 수십 가지 물성을 지니는 물질을 3D 프린팅하는 기술을 개발했다.

연구팀은 재료의 특성이 점진적, 연속적으로 변화하는 경사기능재료를 만들기 위해 디지털 설계된 필라멘트를 3D프린팅하는 기술을 기본 데스크탑 용융적층조형(FDM) 3D 프린터와 저렴한 상용 원재료만으로 구현했다.

FDM은 가느다란 필라멘트를 뜨거운 노즐로 용융·사출해 3차원 형상을 만드는 3D프린팅 방식의 일종이다. FDM은 장비, 재료 가격이 저렴하고 작동 방식이 단순해 가장 널리 보급된 3D프린팅 방식이지만, 동시에 사용 가능한 소재가 1~2개에 불과해 다른 3D프린팅 방식에 비해 산업적 활용도가 낮다.

연구팀은 기존 고도화된 산업용 장비로만 만들 수 있던 다종 소재 필라멘트를 FDM 방식으로 제작하며 기존 FDM 방식의 산업 분야 활용성을 새롭게 제시했다. 이번 연구 결과는 종합 과학 저널인 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 지난 7일 자로 게재됐다.

조 교수는 "이 혼합 필라멘트를 이용하면 값싼 원재료와 단순한 데스크탑 3D프린터로 다중 소재 3D프린팅을 구현할 수 있다"며 "향후 의료, 교육, 항공우주, 로봇 등 다양한 산업 분야에서 활용되기를 기대한다"고 말했다.