[파이낸셜뉴스] 2024 파리올림픽 수영 남자 자유형 400m 부문에서 동메달을 획득한 김우민 선수가 변색된 메달을 공개하며 “생애 첫 메달인데 속상하다”고 전했다. 김우민은 지난 23일 한 매체와의 인터뷰에서 “메달을 전용 케이스 안에 넣어두고 거의 안 꺼내봤다”면서 “이틀 전쯤 한 번 열어봤는데 부식이 돼 있더라”고 말했다. 앞서 미국 스케이트보드 선수인 나이자 휴스턴도 지난 8일 자신의 SNS를 통해 자신이 획득한 동메달이 10일만에 변색된 모습을 공개한 바 있다. 휴스턴은 “땀이 묻은 피부에 몇 번 닿고, 주말 동안 친구들이 목에 걸어봤더니 색깔이 변했다”며 “생각보다 품질이 좋지 않은 것 같다. 전쟁 나갔다가 돌아온 것처럼 변했다”고 말했다. 휴스턴의 사례로 메달 품질 논란이 일자 올림픽 조직위원회는 지난 10일 메달을 교체해 주겠다는 방침을 밝혔다. 김우민은 이 같은 내용을 기사로 접했다며 “그때까지만 해도 내 메달은 괜찮았다. 그래서 문제가 없는 줄 알고 안도했는데, 이렇게 되고 말았다”고 말했다. 이어 “생애 첫 올림픽 메달이고 유독 소중한데 이렇게 되니 마음이 아프다. 바꿔줬으면 좋겠다”고 했다. 당시 조직위는 “메달 제작과 품질을 관리하는 파리 조폐국 및 해당 선수의 국가 올림픽 위원회와 긴밀히 연락해 메달 손상 상황과 원인을 파악하고 있다”며 “메달은 선수들에게 가장 소중한 것이며, 손상된 메달은 파리 조폐국에서 체계적으로 교체해 재지급할 예정”이라고 전했다. 일각에서는 동메달 제작에 저렴한 금속이 쓰이면서 부식이 빠르게 일어났다는 분석도 나왔다. 가디언은 "올림픽 동메달은 일반적으로 구리, 아연 및 주석의 혼합물인데 이는 공기 중의 산소와 결합해 손상될 수 있다"며 "그 속도는 합금의 금속 비율에 따라 다르지만, 저렴한 금속은 종종 그 과정을 가속한다"고 보도했다. 김우민은 지난달 28일 프랑스 파리 라 데팡스 아레나에서 열린 남자 자유형 400m 결승에서 3분 42초 50의 기록으로 3위에 올라 동메달을 목에 걸었다. 이는 박태환 이후 한국 수영이 12년 만에 획득한 올림픽 메달이다. moon@fnnews.com 문영진 기자

[파이낸셜뉴스] 2024 파리올림픽 금메달의 가치는 약 141만원으로 추정된다는 보도가 나왔다. 31일(한국시간) 영국 경제 분석기관 옥스포드 이코노믹스(OE)는 파리올림픽의 금메달의 가치를 약 950유로(약 141만원)로 추정했다. 추정치는 현재 기준으로 24K 순금과 순은 시세를 고려해 측정했다고 옥스포드 이코노믹스는 밝혔다. 또 옥스포드 이코노믹스는 "이름은 금메달이지만, 실제 올림픽 금메달에서 금이 차지하는 비율은 극히 일부에 불과하다"라고도 언급했다. 이번 파리 대회 금메달 역시 총무게는 529g인데 이 중 순금은 전체의 약 1.3%인 6g뿐이라는 설명이다. 그 외의 나머지는 순은으로 채워져 있다고 한다. 보도에 따르면 지난 1912년 제5회 스톡홀름 올림픽까지는 금메달은 100% 순금으로만 제작했다. 그러다 제1차 세계대전 이후 금메달을 이루는 금의 비중이 점차 줄어들었다. 아울러 은메달은 여전히 순은으로만 이뤄져 있으며, 동메달은 구리, 주석, 아연 합금을 혼합해 만든다. 이번 대회 은메달은 525g, 동메달은 455g이다. 다만 옥스포드 이코노믹스는 "이번 파리올림픽 메달의 경우 금속의 가격과는 별개로 그 가치를 높일 수 있는 요소가 포함돼 있다"고 전했다. 파리올림픽 메달의 중앙에는 파리의 상징인 에펠탑의 실제 초기 구조물에서 추출한 철 조각이 배치돼 있다. 수년에 걸친 에펠탑의 보수 및 현대화 작업에서 제거했던 실제 구조물의 조각으로, 프랑스 당국에서 보관하고 있던 것이다. 이와 관련해 디자인 작업은 프랑스 명품 브랜드 루이뷔통모에에네시(LVMH) 산하 주얼리 브랜드인 '쇼메'가 진행했다. 쇼메는 이 철 조각을 육각형 모양으로 디자인해 프랑스 대륙을 표현하며 메달의 상징성을 더했다. 한편 옥스포드 이코노믹스는 "금값 등 금속 가치의 상승에 따라 금메달의 가격은 시간이 지날수록 올라갈 것"이며 "'이번 파리 대회 금메달은 2032 브리즈번 올림픽'이 열릴 땐 한 개에 1500유로(약 223만원)까지 달할 것"이라고 내다봤다. hsg@fnnews.com 한승곤 기자

[파이낸셜뉴스]  디스플레이 구동 시스템 반도체(DDIC, Display Driver IC) 전문기업 사피엔반도체가 금융위원회에 증권신고서를 제출하고 하나머스트7호스팩과의 합병을 통한 코스닥 상장을 본격 추진한다고 24일 밝혔다. 사피엔반도체는 지난 9일 한국거래소 코스닥시장본부로부터 상장 예비 심사를 통과했다. 2017년 설립된 사피엔반도체는 DDIC 제품 개발을 전문적으로 수행하는 팹리스(fabless) 기업이다. 특히 디스플레이 시장의 ‘게임체인저’로 주목받고 있는 마이크로 및 미니LED에 최적화된 DDIC 제품을 연구·개발해 글로벌 시장에 공급하고 있으며, 서유럽 및 북미 지역 제조사들과 지속 협력해 제품 양산·판매를 위한 글로벌 네트워크 확장에 주력하고 있다. 사피엔반도체는 마이크로LED 구동 반도체 관련 핵심 원천기술을 비롯해 총 140여 개의 글로벌 특허를 보유하고 있다. 이를 기반으로 초대형/대형 디스플레이 패널 구동 반도체 칩셋(Chipset)과 증강/혼합현실(AR/MR) 기기에 적합한 초소형 디스플레이 엔진용 마이크로LED 구동 상보형금속산화물반도체(CMOS) 백플레인(Backplane)을 제품군으로 확보하고 있다. 사피엔반도체는 고객군 다변화 전략의 일환으로 고객사별 맞춤형 DDIC 제품 공급을 넘어 세계 최초로 28나노미터(nm) CMOS공정을 적용한 ‘범용(Off-The-Shelf)’ 제품을 신규 개발하는 데 성공했다. 제조사의 수요예측에 절대적인 영향을 받는 커스텀 제품의 한계점을 극복하기 위한 것으로, 올해 하반기 마이크로 디스플레이용 CMOS Backplane 제품과 TV/사이니지 패널용 신제품 2종을 출시한 바 있다. 이명희 사피엔반도체 대표는 “당사는 기존 디스플레이 패널 시장을 대체할 마이크로LED 시장에 대비하기 위해 핵심 IP를 조기에 확보하고, 국내를 비롯한 미국·영국·독일·벨기에·중국·일본 등의 메이저 제조사와 협력관계를 구축하는 등 착실히 사업경쟁력을 강화해 왔다”며 “코스닥 상장을 발판으로 신제품 R&D 역량을 더욱 강화해 마이크로LED 초기 시장의 DDIC 분야를 선도할 것”이라며 포부를 밝혔다. 사피엔반도체와 하나머스트7호스팩의 1주당 합병가액은 각각 1만5330원, 2000원으로, 양사의 합병비율은 1 대 0.1304648 이다. 합병 후 사피엔반도체의 발행주식 총수는 780만876주다. 합병 승인을 위한 주주총회는 오는 12월 22일에 진행되며, 내년 1월 24일 합병기일을 거쳐 같은 해 2월 코스닥 시장에 상장할 예정이다. nodelay@fnnews.com 박지연 기자

[파이낸셜뉴스]한국석유관리원은 ‘23년 9월 15일 국내 바이오항공유(SAF) 도입 실증연구 수행을 위한 킥-오프(kick-off) 회의를 개최하고 향후 1년 동안 실증 연구를 착수한다고 밝혔다. SAF(Sustainable Aviation Fuels)는 폐오일, 동·식물성오일, 미세조류, 목질계 등 바이오매스로부터 제조된 바이오연료로 항공유에 최대 50%까지 혼합 사용 가능하고, 항공유 대비 최대 80% 온실가스 배출 저감이 가능하다. 이번 실증연구는 SAF의  품질 및 안전성 검증, 시범 운항 성능테스트, 인프라 및 제도 개선 검토 등에 관한 것이다. 세부 내용으로는 △ SAF 혼합비율에 따른 품질 적합성 평가△장기 저장, 부품 재질 및 금속 부식에 따른 영향성△국제선 항공기 시범 운항 연료소모율 분석△국내·외 항공유 생산-공급-사용 관련한 제반 인프라 검토 등이 포함되었고 이를 통해 최종적으로 품질기준(안)을 마련하는 것이다. 이에 앞서, 한국석유관리원은 인천국제공항공사, 한국공항공사, 대한석유협회, 한국항공협회, 한화토탈에너지스와 ‘SAF 실증연구 수행을 위한 MOU’(’23.6.28)를 체결하고 국내 SAF 도입을 위한 논의를 한 바 있다. 차동형 석유관리원 이사장은 “국내 바이오항공유 조기 도입을 위해 관계 기관과 긴밀히 협조하여 실증연구와 시범 운항을 차질없이 수행할 것이며 이번 연구를 통해 항공 분야의 탄소중립에 기여하길 기대한다”고 말했다.   ※ 우울감 등 말하기 어려운 고민이 있거나 주변에 이런 어려움을 겪는 가족ㆍ지인이 있을 경우 자살예방 상담전화 ☎1393, 정신건강 상담전화 ☎1577-0199, 희망의 전화 ☎129, 생명의 전화 ☎1588-9191, 청소년 전화 ☎1388, 청소년 모바일 상담 ‘다 들어줄 개’ 어플, 카카오톡 등에서 24시간 전문가의 상담을 받을 수 있습니다. leeyb@fnnews.com 이유범 기자

[파이낸셜뉴스] LG화학이 국내 최초로 하이니켈 단입자 양극재 양산에 돌입한다. 26일 LG화학에 따르면 회사는 6월부터 청주 양극재 공장에서 차세대 배터리용 하이니켈 단입자(단결정) 양극재의 양산을 시작했다. 첫 생산 물량은 오는 7월부터 글로벌 고객사로 보내질 예정이다. LG화학은 2027년까지 단입자 양극재 생산라인을 구미 공장으로 확장하고 총 생산 규모를 연산 5만t 이상으로 확대할 계획이다. LG화학에 따르면 단입자 양극재는 니켈, 코발트, 망간 등 여러 금속을 하나의 입자형상으로 만든 소재로 안정성이 높아지고 배터리의 수명이 기존보다 30% 이상 늘어난다는 게 특징이다. 기존 양극재는 금속 입자들을 작게 뭉쳐 만든 다입자(다결정) 구조로 충전과 방전이 반복될수록 소재 사이에 틈이 벌어져 가스가 발생하면 수명이 줄었다. 단입자 양극재는 기존 양극재 보다 밀도를 높일 수 있어 배터리의 용량도 10% 이상 늘어난다. LG화학에 따르면 기존 양극재로 만든 배터리를 탑재한 전기차가 한번 충전에 500㎞를 간다면 같은 크기의 단입자 양극재 배터리로는 550㎞ 이상 주행할 수 있다. LG화학은 지난 2021년부터 해당 양극재에 대한 본격적인 연구개발에 착수해 왔다. LG화학은 초기 양산에서 단입자 양극재와 기존 양극재를 2대8 비율로 혼합해 생산한 뒤 순차적으로 단입자가 100% 들어간 양극재로 바꿔나갈 계획이다. 적용 제품도 파우치형을 비롯해 4680원통형 배터리(지름 46㎜, 길이 80㎜) 등에 확대할 방침이다. 신학철 LG화학 부회장은 "하이니켈 단입자 양극재는 미래 배터리 소재 시장의 판도를 바꿀 혁신이자, 고객들의 페인 포인트를 해결할 열쇠"라며 “전지 소재 기술력과 다각화된 제품 포트폴리오를 바탕으로 시장을 이끌며 글로벌 최대 종합 전지 소재 회사로 도약해 나갈 것"이라고 말했다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] 코스피 2차전지 전문기업 이엔플러스가 최근 자체 개발에 성공한 ‘드라이전극’의 PCT 국제 특허출원을 완료했다. 21일 이엔플러스에 따르면 이번 특허가 성공적으로 등록될 경우 이 회사의 2차전지 기술력이 글로벌 시장에서 인정받을 전망이다. 앞서 지난 3월 이엔플러스는 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 국내 최대 글로벌 2차전지 전문 전시회 ‘인터배터리 2023’에서 자체 개발 차세대 전극 제조 기술인 드라이전극을 성공적으로 공개한 바 있다. 이엔플러스의 드라이전극은 활물질(양·음극재)과 바인더(접착제)를 건식으로 혼합 후 알루미늄 등의 금속박에 코팅해 롤투롤 장비로 제조된다. 기존 습식 방식 대비 열을 통한 건조 공정이 생략되기 때문에 많은 공간을 차지하는 건조로가 필요 없다. 또 건조로 가동을 위한 대규모 전력이 필요하지 않아 이산화탄소 배출량 및 원가 감소 등에도 큰 효과가 있다고 알려졌다. 많은 기업들이 드라이전극을 제조하기 위해 연구개발을 이어 왔으나, 전극의 형태를 안정적으로 유지하면서도 성능 저하를 막는데 어려움이 있었다. 이번 이엔플러스의 특허에 따르면 이엔플러스는 건식 공정에서 ‘NMP’ 용매 대신 건식으로 활물질과 바인더간 전도성 네트워크 형성을 위한 최적의 비율을 찾아냈다. 이를 통해 결착력 문제 및 성능 저하 문제를 해결하는 데 성공했다. 회사 관계자는 "자체 테스트 결과 이엔플러스의 드라이전극은 충분한 네트워크가 발생해 안정적인 전극 형태를 유지하는 한편, 활물질과 바인더가 골고루 분산돼 뭉침 현상 등이 발생하지 않았다"고 말했다. 습식 공정에서 바인더 용매로 사용되는 NMP는 전해액의 원료로도 사용되는 소재이지만, 가격이 비싸 2차전지의 원가를 높이는 요인으로 꼽히고 있다. 또 유해화학물질인 만큼 까다로운 처리 규정과 재활용이 필수적이다. 이엔플러스 관계자는 “2차전지 사업부가 전사적으로 연구개발에 매진해 양산까지 가능한 드라이전극 기술을 개발하는 데 성공했다”며 “이번 특허가 성공적으로 등록될 경우, 글로벌적으로 강력한 특허로서 다른 회사의 진입장벽 역할을 해 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 한편, 이엔플러스는 최근 투자 공시를 통해 드라이전극을 포함해 롱타입 각형 배터리에 최초로 적용 개발 예정이라고 밝혔다. 개발 성공 시 전기차 배터리의 원가를 획기적으로 절감하고 2차전지 사업의 패러다임에 혁신을 가져올 전망이다. 이엔플러스는 이를 위해 양산 시설 확장 및 증축 작업을 진행 중이다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 조재필 특훈교수팀이 전기차용 배터리 효율을 높여 주행거리를 30%이상 늘릴 수 있는 소재 제조기술을 개발했다. 이 제조기술 개발로 니켈리치양극 뿐만아니라 리튬·망간리치양극 소재를 저비용으로 완전한 단결정 형태를 만들 수 있게 됐다. 조재필 교수는 "현재 상용화가 진행중인 니켈리치계 단결정 양극소재들은 여러 번의 가열로 인한 생산비용 상승 문제가 있다"며 "이번에 개발된 합성법을 적용한 양극재로 대량 합성공정 개발 시, 기존 단결정 대비 대비 적어도 30% 이상의 비용 절감 가능할 것"이라고 말했다. 그러면서 "하지만 현재의 합성 규모는 랩수준으로 대량 생산하기까지 적어도 4년 이상이 걸릴 것"이라고 예측했다. 연구진은 이 기술을 적용해 전지 성능을 측정했다. 일반적인 공정으로 합성한 다결정 소재와 같은 조성의 단결정 양극소재를 리튬 메탈전지에서 평가했다. 이 단결정 양극소재는 200회 충·방전 후에도 기존 용량의 92%에 준하는 성능을 보였다. 또 같은 조성의 다결정 소재 대비 약 12% 향상된 수명 유지율을 보였다. 뿐만아니라 가스 발생량 및 저항 증가율이 30% 이상 개선돼 전기차의 고질적 문제인 안전성까지 개선됐다. 연구진은 녹여진 리튬염과 전이금속 전구체를 공·자전 혼합기로 혼합해 액화 리튬염-전이금속 나노입자 복합체로 합성했다. 이 복합체를 800도 이하에서 열처리해 완전한 형태의 단결정 입자를 만들었다. 단결정 형태로 양극제를 만들면 다결정 소재가 갖고 있는 문제점을 개선할 수 있다. 배터리를 제조할 때 쉽게 부서지거나 배터리 내에서 불필요한 반응이 일어나 가스 발생 등이 늘고, 충방전 주기에도 영향을 줘 수명이 감소한다. 먼저 연구진은 공융조성으로 녹여진 리튬질산염, 리튬수산염과 다결정 전이금속 전구체를 일정한 비율로 합쳤다. 이를 공·자전 혼합기를 활용해 분당 2000회 속도로 12분간 섞었다. 접촉에서 발생되는 열로 녹은 분말들이 다결정입자들의 경계면에 침투해 들어가면서 액화 리튬염-전이금속 나노입자 복합체를 만들었다. 이 복합체를 800도 미만에서 10시간 동안 가열해 수마이크로 크기의 완전히 결정화된 단결정 형태로 만드는 기술을 개발한 것이다. 이 기술은 니켈리치 양극뿐만 아니라 리튬·망간 리치 양극소재에도 적용 가능하다. 리튬·망간 리치 양극은 망간이 60% 이상 고함량으로 포함된 물질이다. 또한 리튬의 함량이 전이금속의 함량보다 높아 4.5V 이상의 고전압에서 250 mAh/g 이상의 고용량을 발휘하는 소재다. 망간의 함량이 증가할수록 합성하기 위해 필요한 열처리온도 올라가는데, 특히 망간 함량이 60% 이상인 경우 900도 이상에서 12시간 이상 가열해도 단결정으로 합성이 불가능하다. 하지만 이번 연구를 통해 망간 함량이 60%이상에서도 1마이크로미터 크기의 단결정형 입자로 합성이 가능하다는 것을 입증했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 제조기술을 미국 매사추세츠공과대(MIT) 쥐 리 교수팀과 함께 연구해 에너지분야의 권위 학술지인 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 정임두 교수팀이 인공지능(AI) 기술을 이용해 5분만에 새로운 고강도 경량 알루미늄 합금을 개발했다. 연구진이 다양한 알고리즘 기법을 적용한 결과 최적의 금속혼합 비율을 찾아냈고, 금속을 만드는 제조공정을 설계해냈다. 이를 통해 실제로 만든 알루미늄 합금은 기존 알루미늄 합금보다 강도가 20%이상 향상됐으며, 연성도 2.5배 뛰어났다. 정임두 교수는 21일 "실험적 방법만으로는 찾기 어려웠던 높은 기계적인 특성을 가지는 경량 금속을 '설명가능 인공지능(XAI)'과의 융합연구를 통해 찾아냈다"고 말했다. XAI는 해석 가능한 AI를 말한다. AI 모델이 특정 결론을 내리기까지 어떤 근거로 의사 결정을 내렸는지를 알 수 있게 설명 가능성을 추가하는 기법이다. AI에 설명 능력을 부여해 기계와 인간의 상호작용에 합리성을 확보할 수 있다. 정 교수는 "XAI로 특정 조합과 공정을 추천한 이유가 무엇인지 알 수 있어서 이를 바탕으로 다양한 미래 모빌리티용 합금 소재 개발에 응용할 수 있을 것"이라고 설명했다. 정임두 교수팀은 경상국립대, 한국재료연구원, 포항공과대(POSTECH)와 공동연구를 통해 성과를 얻어냈다. 이번 연구 결과는 금속 분야 국제 학술지인 '저널 오브 알로이 앤 컴파운드(Journal of Alloys and Compounds)'에 지난 1월 발표됐다. 합금을 설계할때 강도가 높으면서도 충분한 연성을 가지는 최적의 금속 혼합 비율과 공정 조건을 찾아내야 한다. 이처럼 실험적으로 찾는 방법은 엄청난 시간과 비용이 소모된다. 공동 연구진은 최적의 강도와 연성을 갖는 첨가 원소 조합과 공정 조건을 빠르게 찾는 딥러닝 AI 모델을 개발했다. 추천 알고리즘을 이용해 최적의 합금 공정을 찾아냈다. 추천 과정 또한 5분이 채 걸리지 않아 복잡하고 오래 걸리는 실험 없이 설계자가 원하는 공정 조건을 빠르게 얻을 수가 있었다. 연구진은 AI가 추천한 방법으로 실제 7000시리즈 알루미늄 합금을 제작했다. 그 결과 710MPa(메가파스칼) 이상의 항복강도를 유지하면서도 20%의 연성을 갖는 고강도 합금을 만들어냈다. 현재 상용화된 합금은 항복 강도가 590MPa 정도이며 8% 수준의 연성을 지녔다. 한편, 연구진은 이번 연구에서 총 227개의 알루미늄 공정 조건 데이터를 사용했다. 또 금속 혼합 데이터는 7개의 합금 첨가 원소와 5가지의 공정 조건이다. 일반적으로 심층신경망 모델은 학습되는 데이터가 많을수록 예측 정확도가 높다. 하지만 이번 연구에 사용된 데이터의 개수는 상대적으로 매우 적었다. 연구진은 이를 극복하기 위해 다양한 알고리즘 기법을 적용했다. 우선 'K 겹 교차 검증' 기법을 사용했다. 이는 한정된 데이터를 교차로 바꿔가며 사용하기 때문에 모든 데이터를 모델 검증에 활용할 수 있다. 두 번째로 '베이지안 최적화' 기법을 사용했다. 하이퍼파라미터 튜닝은 가장 최적화된 성능을 가진 심층신경망 모델링을 위해서 사용됐다. 베이지안 최적화는 랜덤 서치 기법과 달리 불필요한 반복 탐색을 줄여 보다 빠르게 최적의 하이퍼파라미터를 찾을 수 있다. 그결과 이번 연구에서 구축한 예측 모델은 90% 이상의 정확도로 기계적 특성을 예측했다. 여기에 설명 가능한 알고리즘은 심층신경망 모델이 어떠한 기준으로 기계적 특성을 예측했는지 설명해준다. 이는 12개의 입력변수의 기여도를 정량적으로 보여줬다. 마지막으로 AI가 향상된 기계적 특성을 가지는 합금 공정조건을 찾아낼 수 있는지 검증하기 위해서 추천 알고리즘을 구축했다. 랜덤으로 추천된 공정조건 중 향상된 성질을 가지는 조합을 얻어 이를 실제로 제작했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국지질자원연구원(KIGAM) 서주범 박사팀은 천연광물을 3D프린팅 원료로 사용하는 기술 개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 연구진은 개발한 원료를 바인더 분사방식(BJ) 3D프린터에 적용해 입체 형상을 출력하는데 성공했다. 특히 출력물을 고온으로 열처리할 경우 출력물의 강도가 증가할 뿐만 아니라 기본 형태가 유지되는 것을 확인했다. 서주범 박사는 "천연광물을 3D프린팅에 활용할 경우, 우리 생활에 밀접한 양질의 생활용품은 물론, 정교한 첨단 제품의 다품종 소량생산 등에 다양하게 활용될 수 있다"고 설명했다. 3D프린팅에 사용하는 재료는 크게 고분자 플라스틱, 금속, 세라믹 또는 복합체다. 광물로는 최근 석고, 모래, 진흙, 석분이 사용되고 있다. 천연광물은 전통 세라믹원료와 비교해 비용이 저렴하고 가공이 쉽다는 장점이 있다. 연구진은 우리 주변의 다양한 광물을 바인더 분사방식 3D프린터 원료로 활용하기 위해 원료입자의 복합화와 원료파우더 결합방법의 기술적 어려움을 해결했다. 연구진은 먼저 원료입자 제조기술을 개발해 개별 광물의 특성을 고려한 복합기술을 확보했다. 분쇄된 개별 광물을 특정비율로 혼합한 후 분쇄장비를 이용해 추가 분쇄와 균일한 복합을 유도했다. 0.1㎜ 두께로 균일하게 원료를 도포하는 BJ 3D프린터의 특성상 최종 원료의 입자를 평균 45㎛(마이크로미터) 크기의 둥근 형태로 만들었다. 이를 통해 BJ 3D프린터 내에서 입자의 유동성을 확보하고 적층제조가 가능해졌다. 또한 구형입자의 결합을 위해 접착제로 작용할 수 있는 다양한 물질을 평가해 입자를 결합시킬 수 있는 기술을 개발했다.    monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 제조장비를 국산화 하는데 성공했다. 이번 제조공정 개발로 장비와 관련된 원천기술을 확보해 해외의 고가 장비 수입을 대체할 수 있을 것으로 보인다. 한국생산기술연구원은 지능형생산시스템연구부문 최경락 수석연구원팀이 자평테크와 함께 용도와 작업자에 최적화된 'CFRP 생산 엔지니어링 공정기술'을 개발했다고 25일 밝혔다. 연구진은 이번 공정 기술 개발로 생산공정이 개선돼 20~50%의 비용절감과 공정개선으로 인한 최대 70%의 생산효율 효과를 거둘 것으로 기대하고 있다. 최경락 수석연구원은 "CFRP의 제조기반 기술을 국산화를 통해 첨단 신소재 제조기술 분야에서 선진국 종속에서 벗어나는 계기가 되기 바란다"고 밝혔다. 연구진은 카세트 서포트 바 제조 핵심공정인 'CFRP 제조용 주입 장치 원천기술'을 확보했다. 자평테크는 이 기술을 이용해 디스플레이 제조 공정간 이동 및 보관에 사용되는 '카세트'에 유리기판을 안착시키는 기능을 하는 '카세트용 서포트 바' 제조 장비에 적용해 시험 생산중이다. 자평테크 정원경 책임연구원은 "생산기술연구원의 기술지원 덕분에 해외 선진국과 동등한 수준의 부품을 국내기술로 생산할 수 있게 됐다."고 전하며,"CFRP가 다양한 산업에 활용되는 만큼 타 산업에 도전할 수 있는 추진력을 갖게 됐다."고 말했다. 일반적으로 서포트 바는 유리기판을 옮기는 로봇팔의 간섭을 최소화하기 위해 단단하고 휘어짐이나 처침이 없고, 진동이 적어야 한다. 가볍고, 강한 CFRP가 카세트 서포트 바에 가장 적합한 소재로 널리 사용되는 이유다. CFRP는 원자재인 탄소섬유와 합성수지를 성형·가공해 만드는데, 합성수지의 물성치와 성형 공정 조건이 데이터화 되어 있지 않으면 경화과정에서 균열이나, 성형 불량 등의 문제가 발생할 수밖에 없다. 연구진은 기존의 수조에 담긴 합성수지에 탄소섬유를 담가 묻히는 방식에서, '품질 표준화'를 목표로 탄소섬유에 합성수지를 주입하는 방식의 원천기술을 개발했다. 주입양 제어 및 경화온도 관리를 위해 탄소섬유와 합성수지의 혼합비율, 투입배열, 온도에 따른 경화도 등 관련 다양한 실험 및 해석 데이터를 도출했다. 또한 밀폐 조건에서 탄소섬유 합침율을 높이는 방법과 탄소섬유 적층 방법, 원액 누출 방지 방법도 고안했다. 연구진은 이 기술을 기반으로 탄소섬유 투입 장치, 원액 함침-경화 구간 온도 제어 시스템, 혼합 도구 등을 한 데 합친 '밀폐형 재료 주입 장비'를 만들어 냈다. 한편, CFRP은 고강도·고탄성 경랑소재로서 미래 산업을 이끌 핵심 부품소재로 각광받고 있다. 자동차, 항공기, 우주분야는 물론 반도체와 디스플레이 등 그 활용분야도 무궁무진하다. CFRP는 철과 비교해 강도는 10배 강하면서도 무게는 5분의 1 정도이며, 부식이 전혀 없다. 게다가 화학적 안정성, 내열성, 저열 팽창률이라는 장점 때문에 이미 많은 기업에서 금속 대체제로 사용하고 있다. 다만 고품질 CFRP 제조장비의 경우 대부분 해외의 고가 장비를 수입해 사용해왔다. 제품 생산 단가가 높아지고, 장비 유지보수도 어렵다는 단점이 있어 제조 공정 국산화가 꾸준히 요구돼 왔다. monarch@fnnews.com 김만기 기자