성과 활용 주요 사례
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세계 최초, 3D 프린팅 기반 내열 합금 신기술 개발 - 국방, 에너지, 항공우주 산업 활용 가능
- 작성일
- 2018.12.03
- 조회수
- 7,800
- 기술의 우수성
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- 방사성폐기물처분연구부 김현길 박사팀이 개발한 3D 프린팅 기반 내열 합금 신기술은 항공기 엔진이나 가스 터빈 부품과 같이 고온의 열을 견뎌야만 하는 핵심 부품 소재를 3D 레이저 프린팅기술을 활용해 손쉽게 제조하는 기술로, 특히 기존 대비 성능은 높이면서 20배 빠르게 '산화물 분산강화' 합금을 만들 수 있는 세계 최초의 신기술임
- 산화물 분산강화(ODS; Oxide Dispersion Strengthened) 소재는 내열이 필요한 모든 금속 재료에 고온에 강한 산화물을 섞어 만든 합금으로 현재 비행기 엔진, 원자로 부품, 가스 터빈, 미사일 노즐 등과 같이 고온 강도와 내열성이 필수적인 국방, 에너지, 항공우주 산업 등에서 핵심 부품으로 광범위하게 사용되고 있음
- 기존 '산화물 분산강화' 기술은 복잡한 공정을 거쳐 만들기 때문에 많은 시간과 비용이 소요되며, 초기 재료 단계에서 강화 공정을 진행하기 때문에 최종 제품을 제작하기 위해서는 이미 강화 공정을 거쳐 강도가 크게 증가된 합금을 재료로 쓸 수밖에 없어 사용자가 원하는 형태의 제품을 만드는데 어려움이 있었음
- 이번에 개발된 신기술은 최종 제품을 만든 후, 제품 금속 표면에 산화물 입자를 도포하고 3D 프린터의 레이저 열원으로 금속을 녹이면서 동시에 산화물 입자를 혼합, 냉각하여 금속 내부에 내열층을 만들어내는 방식으로 가공 시간과 비용을 기존 기술 대비 1/20로 단축할 뿐 아니라 사용자가 원하는 특정 부분만 강화할 수 있는 혁신적인 기술임
- 기술실시 조건
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- 실시기술 : 3D 레이저 프린팅 기반 산화물 분산강화 기술
- 실시기업 : (주)퓨전테크놀로지
- 실시조건 : 정액기술료 – 1.5억원, 경상기술료 – 매출액의 1.5%
- 계약체결 : 2018년 6월
- 기대 성과
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- 산화물 분산강화 소재는 미국, 일본 등 선진국에서 활발하게 연구되고 있는 고부가가치 소재로, 국방, 항공우주 등 다양한 첨단산업에 활용될 수 있으며, 특히 내열 금속과 같은 특수 금속의 수입대체 및 수출효과가 클 것으로 기대됨
- 이번 기술을 적용하여 제작한 핵연료 피복관의 경우, 1,200℃의 고온에서도 거의 변형되지 않기 때문에(기존 대비 1/4 이하), 사고 발생 시 수소 발생을 크게 억제하여 후쿠시마 사고와 같은 심각한 사고로 진행되지 않게 할 뿐만 아니라 사고 대응시간을 추가로 확보할 수 있어서 사고 시 핵연료의 안전성을 5배 정도 강화할 수 있을 것으로 기대됨
- '산화물 분산강화' 합금을 포함한 내열 금속 시장은 산업 고도화에 따라 지속적으로 확대되고 있는 상황이며, 특히 핵연료 피복관 시장만으로도 국내 연 500억원, 세계시장 연 1조원 규모로 추정됨
- 도면/사진
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