첨단산업의 미래를 바꿀 신소재 100% 활용법?! 혁신제품 ‘세라믹 3D프린팅’
대한민국 조달청 ・ 2023. 10. 30. 10:22
과학의 기술은 어디까지일까요?
요즘 아이들에게 인기 있는 3D프린터는 그 자체만으로도 신기하게 느껴집니다.
가끔 3D 펜으로 하는 체험을 플라스틱 소재로 만들어 보곤 했는데, 세라믹으로 원하는 물건을 직접 디자인해서 눈앞에서 바로 만들 수 있다면 어떨까요?
오늘은 ‘세라믹’을 이용해 다양한 물건을 만들 수 있는 쓰리디컨트롤즈의 혁신제품 ‘세라믹 3D프린터’를 소개하려고 합니다.
조달청은 우수한 기술을 가진 중소기업 제품을 ‘혁신제품’으로 선정하고, 직접 구매하여 공공기관에 사용하게 해 상용화하는 방식 등으로 중소기업이 더 성장하도록 지원하고 있습니다.
오늘 소개할 쓰리디컨트롤즈의 ‘세라믹 3D프린터’도 조달청이 지정한 혁신제품입니다.
세라믹 소재로 만든 주얼리. 모두 쓰리디컨트롤즈의 ‘세라믹 3D프린터’로 만들었다.
수천 년 전부터 인류의 역사와 함께했던 친숙한 소재이자 비금속·무기질 재료인 ‘세라믹’은 높은 내열성, 내식성, 전기 절연성, 고경도, 생체 친화성 등의 다양한 특성을 가지고 있습니다.
현대사회에서도 항공우주, 반도체, 디스플레이, 스마트폰, 배터리, 의료 등 다양한 첨단산업에 없어서는 안 되는 소재로 자리매김하고 있는데요, 세라믹 소재를 이용한 ‘세라믹 3D프린팅’은 소재를 적층해 원하는 형상을 빠르게 만들 수 있어 무척 혁신적이라고 할 수 있습니다.
‘여러 가지 다양한 세라믹 소재를 이용해 소비자가 원하는 모양으로 쉽고 빠르게 만들 수 있다’는 장점이 있어 더욱 기대되는 제품이기도 합니다.
2023년 9월 동대문디자인플라자에서 열린 ‘조달의 날’ 행사 중 「신성장제품 전시회」에서 제품을 선보인 쓰리디컨트롤즈 부스
세라믹 전용 3D프린터와 소결로는 일단 크기가 작습니다.
전통 방식의 가공 장비에 비해 일반 냉장고가 차지하는 실내 공간 정도만 있어도 되는데요.
3D프린터는 본체 아래에 장착된 바퀴로 이동도 편리해 언제, 어디서나 최상급 품질의 최종 제품을 만들 수 있습니다.
쓰리디컨트롤즈의 완전 소결체 세라믹 3D프린팅은 기존에 세라믹 3D프린팅에 대한 연구가 쉽게 상용화되기 어려웠던 점 때문에 상용화가 어려웠는데요. 소재 개발과 출력, 탈지와 소결까지 전 과정을 하나로 연결하는 기술을 개발하면서 상용화에 성공할 수 있었습니다.
세라믹 소재로 만든 산업용 자재. 모두 쓰리디컨트롤즈의 ‘세라믹 3D프린터’로 만들었다.
현재 보유하고 있는 기술 특허는 국내외 총 19건입니다. 그만큼 기술력을 인정받아 2020년에는 산업통상자원부에서 ‘자외선(UV) 에너지를 이용한 지르코니아 구조물의 정밀 3D프린팅 기술 소부장(소재·부품·장비) 핵심전략 기술기업’으로 인증받았고, 2023년 7월에는 조달청에서 ‘세라믹 부품 3차원 프린팅 시스템’이 혁신제품으로 지정받았습니다.
현재 회사가 상용화한 세라믹 복합 소재는 알루미나(Al2O3) 제품 ‘3DCERA-A1 시리즈’와 지르코니아(ZrO2) 제품 ‘3DCERA-Z3 시리즈’입니다.
‘지르코니아’는 높은 강도 특성뿐 아니라 우수한 투과성, 높은 표면 경도, 뛰어난 광택 효과를 나타낼 수 있어 주얼리 등 장신구 제품뿐만 아니라 영구치아 보철물 제작에 바로 활용할 수 있습니다.
‘알루미나’는 높은 내화학성과 우수한 전기 절연성, 우수한 단열성 등의 성질을 가지고 있어 반도체 부품과 같은 첨단 세라믹 중 기존 가공으로는 어려웠던 복잡한 부품 제작으로 활용이 확대될 것으로 기대하고 있습니다.
개인적으로 세라믹 제품이 신기했을 뿐만 아니라 섬세한 제작이 필요한 장신구나 영구치아 보철물 등으로 만들 수 있다는 점이 인상적이었습니다. 특히, 영구치아 보철물은 시간이 오래 걸린다는 단점이 있는데 이 제품을 사용하면 제작 기간을 단축할 수 있습니다.
일상생활에서 사용하는 제품을 입체적인 물건으로 바로 만들 수 있다는 게 놀랍기만 합니다.
세라믹으로 만든 제품을 한번 만져보았는데요, 기존에 플라스틱으로 만든 것보다 단단하고 세라믹 소재라서 그런지 더 정교하고 아름답게 느껴졌습니다.
다양한 제품의 부품부터 피규어까지 3D프린터로 만들어 내는 제품을 보고 있으니 정말 신기하고 놀랍다는 생각이 들었습니다.
쓰리디컨트롤즈는 세라믹 소재를 3D프린팅으로 직접 형상을 구현하기 위해 알루미나나 지르코니아 등 세라믹 분말을 폴리머 결합체(Binder)를 활용해 광경화 복합레진 형태로 만듭니다. 만약 바인더를 많이 사용한다면 적층 이후 바인더를 완전히 제거(탈지)하기 어려워 수축, 크랙 등의 제품에 결함이 생기거나 바인더 제거에 필요한 공정 시간이 길어져 생산성이 떨어지게 되며 바인더를 덜 사용하면 오히려 적층 자체가 안되기 때문에 이를 절충하는 방법이 핵심 기술이라고 하네요.
세라믹 3D프린터로 만든 도마뱀이 인상적이었습니다. 도마뱀의 몸이 우리의 척추처럼 여러 개의 뼈처럼 보였는데 그래서인지 자유롭게 움직이는 동작을 취할 수 있습니다. 세라믹이라는 재료의 느낌도 특이했지만 이렇게 섬세하게 만들 수 있다는 게 더 신기했습니다.
바로 적용이 가능한 분야는 인공치아 등 의료분야와 주얼리, 교육, 연구, 첨단 세라믹 산업 분야입니다.
치과에서는 지금까지 환자 치아의 크라운 보철물 제작을 위해 본을 뜨고, 기공사가 수작업으로 모델링한 후 절삭가공하고 표면처리를 하는 데 오랜 시간이 필요했지요. 이제는 환자의 구강을 스캔해 인공지능 프로그램으로 순식간에 3D모델링을 하고 세라믹 3D프린팅으로 제작을 할 수 있어 빠른 치료가 가능합니다.
교육 분야에서는 세라믹을 이용한 복잡한 구조물이나 모델 등을 세라믹 3D프린팅으로 손쉽게 제작할 수 있어 높은 수준의 교육과 새로운 분야에 대한 연구개발을 쉽게 할 수 있도록 도움을 줍니다.
또한, 최근 패션 분야에서도 세라믹 재료를 이용한 개인 맞춤형 제작 등의 상품이 새롭게 떠오르고 있습니다. 기존 가공 방식으로 구현하기 어려웠던 복잡한 디자인을 3D프린팅을 통한 제품 개발로 상용화까지 필요한 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
앞으로 3D 프린팅 기술을 더 다양한 분야에서 활용할 수 있기를 바랍니다!
2023년 9월 25일 동대문디자인플라자(DDP)에서 열린 ‘제3회 조달의날’ 행사 중 ‘첨단바이오관’에 참여하여 제품을 선보인 쓰리디컨트롤즈
기사원문 : https://blog.naver.com/ppspr/223250290129
첨단산업의 미래를 바꿀 신소재 100% 활용법?! 혁신제품 ‘세라믹 3D프린팅’
대한민국 조달청 ・ 2023. 10. 30. 10:22
과학의 기술은 어디까지일까요?
요즘 아이들에게 인기 있는 3D프린터는 그 자체만으로도 신기하게 느껴집니다.
가끔 3D 펜으로 하는 체험을 플라스틱 소재로 만들어 보곤 했는데, 세라믹으로 원하는 물건을 직접 디자인해서 눈앞에서 바로 만들 수 있다면 어떨까요?
오늘은 ‘세라믹’을 이용해 다양한 물건을 만들 수 있는 쓰리디컨트롤즈의 혁신제품 ‘세라믹 3D프린터’를 소개하려고 합니다.
조달청은 우수한 기술을 가진 중소기업 제품을 ‘혁신제품’으로 선정하고, 직접 구매하여 공공기관에 사용하게 해 상용화하는 방식 등으로 중소기업이 더 성장하도록 지원하고 있습니다.
오늘 소개할 쓰리디컨트롤즈의 ‘세라믹 3D프린터’도 조달청이 지정한 혁신제품입니다.
* 공공혁신조달 플랫폼 ‘혁신장터’ 바로가기
▶ http://ppi.g2b.go.kr
* 쓰리디컨트롤즈 ‘세라믹 3D 프린트’ 바로가기
▶ https://ppi.g2b.go.kr:8914/sm/dm/sch/searchGoodsDetail.do?invGdsIdntNo=00027056http://ppi.g2b.go.kr
세라믹 소재로 만든 주얼리. 모두 쓰리디컨트롤즈의 ‘세라믹 3D프린터’로 만들었다.
수천 년 전부터 인류의 역사와 함께했던 친숙한 소재이자 비금속·무기질 재료인 ‘세라믹’은 높은 내열성, 내식성, 전기 절연성, 고경도, 생체 친화성 등의 다양한 특성을 가지고 있습니다.
현대사회에서도 항공우주, 반도체, 디스플레이, 스마트폰, 배터리, 의료 등 다양한 첨단산업에 없어서는 안 되는 소재로 자리매김하고 있는데요, 세라믹 소재를 이용한 ‘세라믹 3D프린팅’은 소재를 적층해 원하는 형상을 빠르게 만들 수 있어 무척 혁신적이라고 할 수 있습니다.
‘여러 가지 다양한 세라믹 소재를 이용해 소비자가 원하는 모양으로 쉽고 빠르게 만들 수 있다’는 장점이 있어 더욱 기대되는 제품이기도 합니다.
2023년 9월 동대문디자인플라자에서 열린 ‘조달의 날’ 행사 중 「신성장제품 전시회」에서 제품을 선보인 쓰리디컨트롤즈 부스
세라믹 전용 3D프린터와 소결로는 일단 크기가 작습니다.
전통 방식의 가공 장비에 비해 일반 냉장고가 차지하는 실내 공간 정도만 있어도 되는데요.
3D프린터는 본체 아래에 장착된 바퀴로 이동도 편리해 언제, 어디서나 최상급 품질의 최종 제품을 만들 수 있습니다.
쓰리디컨트롤즈의 완전 소결체 세라믹 3D프린팅은 기존에 세라믹 3D프린팅에 대한 연구가 쉽게 상용화되기 어려웠던 점 때문에 상용화가 어려웠는데요. 소재 개발과 출력, 탈지와 소결까지 전 과정을 하나로 연결하는 기술을 개발하면서 상용화에 성공할 수 있었습니다.
세라믹 소재로 만든 산업용 자재. 모두 쓰리디컨트롤즈의 ‘세라믹 3D프린터’로 만들었다.
현재 보유하고 있는 기술 특허는 국내외 총 19건입니다. 그만큼 기술력을 인정받아 2020년에는 산업통상자원부에서 ‘자외선(UV) 에너지를 이용한 지르코니아 구조물의 정밀 3D프린팅 기술 소부장(소재·부품·장비) 핵심전략 기술기업’으로 인증받았고, 2023년 7월에는 조달청에서 ‘세라믹 부품 3차원 프린팅 시스템’이 혁신제품으로 지정받았습니다.
현재 회사가 상용화한 세라믹 복합 소재는 알루미나(Al2O3) 제품 ‘3DCERA-A1 시리즈’와 지르코니아(ZrO2) 제품 ‘3DCERA-Z3 시리즈’입니다.
‘지르코니아’는 높은 강도 특성뿐 아니라 우수한 투과성, 높은 표면 경도, 뛰어난 광택 효과를 나타낼 수 있어 주얼리 등 장신구 제품뿐만 아니라 영구치아 보철물 제작에 바로 활용할 수 있습니다.
‘알루미나’는 높은 내화학성과 우수한 전기 절연성, 우수한 단열성 등의 성질을 가지고 있어 반도체 부품과 같은 첨단 세라믹 중 기존 가공으로는 어려웠던 복잡한 부품 제작으로 활용이 확대될 것으로 기대하고 있습니다.
개인적으로 세라믹 제품이 신기했을 뿐만 아니라 섬세한 제작이 필요한 장신구나 영구치아 보철물 등으로 만들 수 있다는 점이 인상적이었습니다. 특히, 영구치아 보철물은 시간이 오래 걸린다는 단점이 있는데 이 제품을 사용하면 제작 기간을 단축할 수 있습니다.
일상생활에서 사용하는 제품을 입체적인 물건으로 바로 만들 수 있다는 게 놀랍기만 합니다.
세라믹으로 만든 제품을 한번 만져보았는데요, 기존에 플라스틱으로 만든 것보다 단단하고 세라믹 소재라서 그런지 더 정교하고 아름답게 느껴졌습니다.
다양한 제품의 부품부터 피규어까지 3D프린터로 만들어 내는 제품을 보고 있으니 정말 신기하고 놀랍다는 생각이 들었습니다.
쓰리디컨트롤즈는 세라믹 소재를 3D프린팅으로 직접 형상을 구현하기 위해 알루미나나 지르코니아 등 세라믹 분말을 폴리머 결합체(Binder)를 활용해 광경화 복합레진 형태로 만듭니다. 만약 바인더를 많이 사용한다면 적층 이후 바인더를 완전히 제거(탈지)하기 어려워 수축, 크랙 등의 제품에 결함이 생기거나 바인더 제거에 필요한 공정 시간이 길어져 생산성이 떨어지게 되며 바인더를 덜 사용하면 오히려 적층 자체가 안되기 때문에 이를 절충하는 방법이 핵심 기술이라고 하네요.
세라믹 3D프린터로 만든 도마뱀이 인상적이었습니다. 도마뱀의 몸이 우리의 척추처럼 여러 개의 뼈처럼 보였는데 그래서인지 자유롭게 움직이는 동작을 취할 수 있습니다. 세라믹이라는 재료의 느낌도 특이했지만 이렇게 섬세하게 만들 수 있다는 게 더 신기했습니다.
바로 적용이 가능한 분야는 인공치아 등 의료분야와 주얼리, 교육, 연구, 첨단 세라믹 산업 분야입니다.
치과에서는 지금까지 환자 치아의 크라운 보철물 제작을 위해 본을 뜨고, 기공사가 수작업으로 모델링한 후 절삭가공하고 표면처리를 하는 데 오랜 시간이 필요했지요. 이제는 환자의 구강을 스캔해 인공지능 프로그램으로 순식간에 3D모델링을 하고 세라믹 3D프린팅으로 제작을 할 수 있어 빠른 치료가 가능합니다.
교육 분야에서는 세라믹을 이용한 복잡한 구조물이나 모델 등을 세라믹 3D프린팅으로 손쉽게 제작할 수 있어 높은 수준의 교육과 새로운 분야에 대한 연구개발을 쉽게 할 수 있도록 도움을 줍니다.
또한, 최근 패션 분야에서도 세라믹 재료를 이용한 개인 맞춤형 제작 등의 상품이 새롭게 떠오르고 있습니다. 기존 가공 방식으로 구현하기 어려웠던 복잡한 디자인을 3D프린팅을 통한 제품 개발로 상용화까지 필요한 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
앞으로 3D 프린팅 기술을 더 다양한 분야에서 활용할 수 있기를 바랍니다!
2023년 9월 25일 동대문디자인플라자(DDP)에서 열린 ‘제3회 조달의날’ 행사 중 ‘첨단바이오관’에 참여하여 제품을 선보인 쓰리디컨트롤즈
기사원문 : https://blog.naver.com/ppspr/223250290129