도심항공교통 및 전기자동차 등 고전도율 부품 개발 청사진 제시
인천광역시(시장 박남춘)와 인천산학융합원(원장 유창경)은 최근 인천산학융합원 항공산업장비센터에서 순수(純粹)구리 적층제조 공정개발에 성공했다고 밝혔다.
금속적층제조 기술은 금속 소재를 한 층씩 쌓아 제품을 생산하는 방식으로 소위 금속 3D 프린팅이라고 불리며 항공우주, 의료 분야 등 고강도의 복잡한 부품을 경량화 하는데 활용되고 있다.
순수(純粹)구리(Cu, Copper)는 전기전도도와 열전도율이 높은 특성을 가지고 있어 전자·항공우주·배터리·자동차 등 다양한 산업에서 활용할 수 있는 소재다. 하지만 에너지 흡수율이 낮은 재질의 특성상 적층제조에 사용하기 어려워, 기존의 금속적층제조 기술은 타이타늄(Ti)과 같은 경질(硬質)의 금속분말을 활용해왔다.
그러나 최근 인천산학융합원 항공산업장비센터가 소재의 한계를 뛰어넘고 높은 밀도(밀도 99.7%)와 전기전도도(87% IACS*)를 달성해, 연질(軟質)의 순수(純粹)구리를 사용한 적층제조 공정을 개발하고 시연에 성공했다.
* IACS(국제 연동표준, The International Annealed Copper Standard) : 전기 전도율의 단위
특히, 이번 기술은 순수(純粹)구리의 특성상 일반적인 적외선 레이저를 활용해서는 밀도와 전기전도율을 특정 기준 이상 높이는 것이 불가능하다는 해외 논문의 결론을 뒤집었다는 점에서 시사 하는바가 크다.
동 연구를 기반으로 금속적층제조 기술을 개선한다면, 인천의 뿌리산업인 자동차·제조업과 미래먹거리 산업인 도심항공교통･전기자동차 산업과의 시너지를 낼 수 있을 것이라는 전망이다.
연구에 활용된 금속 3D 프린터는 GE사의 M2 장비로, 인천시가 금속적층제조 산업 활성화를 위해 항공산업장비센터에 지원했다.
이렇듯 이번 공정개발 성공은 항공 산업에 대한 인천시의 관심과 인천산학융합원의 노력이 함께 만들어 낸 결과물로 인천시와 인천산학융합원은 관련 산업 발전을 위한 지원을 지속할 방침이다.
금속적층제조 기술을 통해 항공부품·정비기업의 기술고도화를 지원하고, 미취업자 대상의 금속 3D 프린팅 교육을 포함해 연 1,270여 명의 항공 산업 인재를 양성할 계획이며, 나아가 도심항공교통･우주산업 등 미래먹거리 산업을 위한 산업 생태계 구축을 추진하고 있다.
안광호 시 항공과장은 “금속적층제조는 기존의 기계가공으로 생산할 수 없던 많은 종류의 부품을 생산할 수 있다는 이점이 있다”면서 “이번 금속적층제조 공정기술 고도화가 도심항공교통(UAM), 전기자동차 등 친환경 미래 모빌리티 산업 발전에 이바지할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
