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세라믹의 3차원 마이크로조형

전문가 제언: ○ 현대 산업에서 첨단제품은 점차 소형화와 다기능화로 발전하고 있는 추세이다. 이러한 요구에 제품생산 공정에서 가공기술은 그간 기계적 가공, 화학적 가공이 대부분이었으나 다품종 소량생산에는 정밀도, 비용, 후 가공처리 등의 문제가 있었다.

○ 전자, 광통신, 의료 분야에서 다양한 형태의 2차원뿐만 아니라 3차원의 가공이 요구되고 있다. 이러한 문제의 해결 방안의 하나가 쾌속3차원 가공기술(RP: Rapid Prototyping)이다. 이 기술은 미소부품의 형상제작 시에 CAD/CAM과 연계하여 3차원 형상의 제작이 용이하며, 이 기술에는 광조형법이 가장 일반적이다.

○ 마이크로 광 조형기술은 일본의 K. Ikuta가 처음 제안하였으며 국내외에서 많은 관심을 가지고 있다. 주로 연구되고 있는 것은 마이크로 구조체를 정밀하고 안정적으로 제조하려는 방법과 관련된 것들이며, 레이저에 의한 광경화성 수지의 반응, 마이크로 광 조형장치, 경화성 수지 이외의 재료를 이용하려는 기술 등이다.

○ 광경화성 수지 대신에 액체수지에 금속이나 세라믹 입자를 분산시켜 복합재료로 하고 레이저를 이용하여 3차원 구조체를 제조하는 기술이 개발되었다. 이 기술을 이용하면 세라믹 미소 구조물을 제조할 수 있게 된다.

○ 세라믹 유전체를 3차원 구조로 하여 photonic crystal이나 fractal을 제조하는 연구가 진행되고 있으며, 이는 광이나 주파수의 전자파를 제어할 수 있어 관심이 많다. 국내에서도 상당히 많은 조형장치가 도입되어 있으며 기업이나 연구소에서 활용하고 있다. 그러나 주로 자동차나 전자 분야에 응용을 대상으로 하는 것이며 마이크로 RP와는 거리가 있는 것으로 알려졌다. 이 분야에도 세라믹의 예를 들면 재료전문가와 기계 등의 가공전문가 기타 CAD등의 분야별 전문가의 협력이 필수적으로 생각되며 향후 세라미스트의 관심이 있기를 기대한다.

저자: Soshu KIRIHARA, Yoshinari MIYAMOTO
자료유형: 학술정보