KITECH 생산기술 전문지

최근 적층제조 기술이 미래 첨단제조를 이끌어갈 핵심 유망기술로 주목을 받으면서 다양한 산업 분야에서 적층제조 기술 도입을 위한 적극적인 투자들이 이어지고 있다. 특히 항공우주, 국방, 에너지 등의 고부가가치 산업 분야에서는 고성능 부품을 생산할 수 있는 기술로써 금속 적층제조 기술을 주목하며 연구개발에 집중하고 있다.
현재 상용화되어 주류를 이루고 있는 금속 적층 기술은 크게 Powder Bed Fusion(PBF) 방식과 Directed Energy Deposition(DED) 방식이 존재한다. 금속 분말을 베드(Bed)에 도포하여 층층이 고출력 레이저 빔을 스캔하여 3차원 형상을 조형하는 PBF 방식과 달리, DED 방식은 고출력 레이저 빔을 작업 모재에 조사하면서 동시에 금속 분말 등을 공급하여 3차원 형상을 제조하는 공정이다. DED 공정은 PBF 대비 적층 속도(Deposition rate)가 빠르고 CNC 장비나 로봇과 결합되어 제작 가능 크기의 제약이 적으며 기존 부품 위에 일부 형상만 추가 적층이 가능하다는 점 덕분에 대형 부품 제작이나 손상 부품 보수 작업에 활용성이 높다.
DED 공정 역시 다른 적층 공정 방식과 마찬가지로 다품종 소량생산에 주로 활용되는데, 이로 인해 적층하고자 하는 형상이나 소재가 빈번하게 변경되어 작업자가 각 상황에 맞게 적절히 공정 조건을 설계하는 것이 까다로운 면이 있다. 특히, 적층 공정이 장시간 진행될 경우 적층 부품에 열이 누적되어 적정 공정 조건 범위가 공정 초반부에 설정한 최적 공정 조건 값에서 벗어나 자칫 불량으로 이어지는 상황이 발생하기도 한다.