저자 : 어두림
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저자 소개
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학력 / 경력 정보
- 2004-2009KAIST 기계공학 학사
- 2009-2011KAIST 기계공학 석사
- 2011-2016KAIST 기계공학 박사
- 2016-2017싱가포르 Nanyang Technological University, Research Fellow
- 2017-현재한국생산기술연구원 수석연구원
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저자 소개
한국생산기술연구원 3D프린팅 제조혁신센터(KAMIC)는 3D프린팅 기술을 이용한 산업 부품 개발을 위해 이에 필요한 설계, 소프트웨어, 공정, 품질 검증 등 연계 전후방 공정을 포함하는 토털 솔루션 제공을 통하여 산업현장에서 요구하는 상용화 연구 실증화 지원을 통해 제조혁신 생태계 구축에 기여하고 있습니다.
그간 확보한 공정기술로 부품 상용화를 위해 시제품 제작에 이은 시편단위 평가 -부품단위 평가- 현장모사 평가까지 지원하고자 하며, 관련 데이터의 축적과 노하우를 통해 현장에서 3D프린팅으로 제작된 부품에 대한 신뢰성을 높이고 활용 사례를 확대하고자 합니다.
학력 / 경력 정보
- 2015.08~한국생산기술연구원 3D프린팅제조혁신센터
- 2013.03~2015.07삼성디스플레이 연구소 공정연구팀
- 2008.03~2013.02KAIST 기계공학과 박사
- 2006.03~2008.02KAIST 기계공학과 석사
- 1999.03~2006.02한양대학교 기계공학과
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- KITECH 생산기술 전문지 > 지능화뿌리기술
- Volume 2(1); 2025
- Article
지능화뿌리기술 2025;2(1):7-12. Published online: Nov, 30, -0001
중대형 산업용 부품 제조를 위한 금속 와이어 DED 공정 기술개발 동향
- 어두림*, † , 윤종천** , 이협*** , 손용****
어두림
이협
윤종천
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어두림
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이협
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윤종천
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* 한국생산기술연구원 / adream@kitech.re.kr / 교신저자
** 한국생산기술연구원 / jongcheon89@kitech.re.kr
*** 한국생산기술연구원 / leehyub@kitech.re.kr
**** 한국생산기술연구원 / sonyong@kitech.re.kr
초록
Directed Energy Deposition (DED) 공정은 Powder Bed Fusion (PBF) 방식과 함께 금속 3D 프린팅 기술 중 가장 널리 연구되고 상용화된 공정 중 하나이다. 레이저 및 플라즈마 아크와 같이 집속된 에너지 열원을 사용하여 모재 및 기 적층된 적층물 표면에 용융풀을 형성하고, 이후 형성된 용융풀에 분말이나 와이어등의 금속재료를 공급하여 한층씩 적층하므로 최종적으로는 복잡한 형상의 부품을 제조하는 3D 프린팅 기술이다. 최근에는, 금속 3D 프린팅 기술이 중대형 구조물을 제작하려는 산업적 요구에 따라, 기존 분말 소재 대신 금속 와이어를 사용하는 DED 방식이 주목받고 있다. 와이어 기반 DED 공정은 금속 분말을 활용하는 기존 적층 제조 방식과 비교했을 때 높은 생산성과 비용 효율성을 제공한다. 공정 비용에 대한 부분만을 비교한다면 와이어 형태의 금속 소재의 경우 동일조성의 구형분말 형태의 소재에 비해 20~50% 수준의 낮은 가격대를 형성하고 있다. 또한 소재의 활용률에서도 차이를 보이는데 와이어 소재의 경우 용융풀에 100 % 용융되어 적층에 활용되는 반면 분말형태의 powder DED의 경우 약 10~50 %의 분말만 용융풀에 참여되고 나머지는 외부로 버려지게 된다. 따라서 소재 비용 측면에서, 같은 무게의 부품을 적층한다고 가정시 와이어 DED 활용에 따라 1/4배에서 많게는 1/20배 가까운 소재비용을 절약할수 있어 공정 비용 측면에서도 유리한 점을 가지고 있다. 그러나, 와이어 DED 공정 특성상 높은 입열량으로 인하여 열축적, 열변형 및 산화와 같은 문제에 상대적으로 취약하며 이를 해결하기 위하여 공정 모니터링 및 경로 제어에 관한 연구가 지속되고 있다. 본 논문은 금속 와이어를 활용한 DED 기술의 최신 연구 현황과 향후 전망에 대해 고찰한다.
키워드 3D프린팅, 와이어 DED 공정, WAAM, 지능화SW
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