스마트기기 전자부품 3D 프린터로 만든다

생활에 필요한 센서나 전자소자와 같이 간단한 전자제품을 그래핀, 금속 등 다양한 복합소재를 이용해 3D 프린터로 간편하게 인쇄할 수 있는 날이 앞당겨질 것으로 보인다.

한국전기연구원(KERI)은 전기도금법의 원리를 이용해 3D 프린팅 분야의 향후 핵심소재인 금속을 쉽게 프린팅할 수 있는 ‘금속 3D 프린팅 기술’을 세계 최초로 개발했다고 3일 밝혔다. 금속소재를 녹여 프린팅하던 방식에 의존하던 금속 3D 프린팅 분야에 새로운 패러다임을 제시한 것으로 평가되고 있다.

KERI 연구팀이 개발한 금속 3D프린팅 기술은 기술적 특성상 거대한 금속 구조체가 아닌 IT, 의료 및 센서 산업 등에 적용점을 둬 작고 정교한 금속 3차원 구조체를 저렴하고 안전하게 제작할 수 있다. 현재 3D프린팅 기술이 가진 낮은 기술력을 일정부분 해결할 것으로 예측되며, 금속 3D프린팅 시장을 개인용도로 확산시킬 것으로 전망된다.

현재 상용화된 3D 프린팅 기술은 일부 중대형의 제품이나 기기를 출력할 수 있지만 이들 제품을 구동하게 하는 핵심소자나 회로 등 금속성 주요 부품을 제작할 수는 없기에 완전 출력 제품(All Printed Device or Sensor)을 만드는 데에는 한계가 있다.

또한 현재의 금속 3D 프린팅 기술로는 초소형의 정밀한 제품을 프린팅하기 어렵다. 마이크로미터급(㎛, 1μm=백만분의 1m)의 미세 구조체를 프린팅할 수 있는 금속 3D 프린터 역시 개발되지 않은 상태다.

KERI 나노융합기술연구센터 설승권 박사팀이 개발한 기술은 전기도금법을 기반으로 다양한 모양의 3D 금속 구조체를 머리카락 보다 훨씬 가는 굵기인, 수 마이크로미터급으로 프린팅하는 기술이다.

설승권 박사는 “이번 기술개발은 전기도금법이라는 우리에게 친숙하면서, 저렴하고, 간단한 방법을 3D프린팅에 적용해 다양한 형상의 3차원 금속 구조체를 제작한 세계 최초의 성과”라면서 “개발한 마이크로미터의 해상도를 갖는 금속 3D프린팅 기술은 산업 현장에서 적용되는 인쇄된 3D 전기전자부품이나 설비 등의 제작에 폭넓게 사용될 수 있다”고 밝혔다.

이어 설 박사는 “이를 통해 사물에 디지털기능을 인쇄함으로써 사물인터넷(IoT), 바이오센서 산업의 활성화 및 금속 3D 프린팅 기술 분야 발전에 기여할 수 있을 것”이라고 전망했다.

연구진은 특히 미래형 웨어러블 스마트기기를 생산하는데 적합한 인쇄전자(printed electronics) 분야에 금속 3D 프린팅 기술을 접목함으로써 3D 전기전자부품 제조를 통한 산업발전에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 인쇄전자 기술은 다양한 기능성 잉크 소재를 직접 인쇄공정을 이용해 스마트폰, 디지털 카메라, DVD, LCD 등 디지털 가전기기는 물론 전자종이, 유연 물리화학센서 등과 같이 다양한 차세대 유연 전자소자를 제작할 수 있는 기술이다.